The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
/
v.57
no.9
/
pp.1669-1673
/
2008
A new cycle ergometer using a Magneto-Rheological (MR) rotary brake system has been developed for rehabilitation of hemiplegia patients to reduce uneven pedaling characteristics. For this purpose, a control method to adjust the resistance of the MR rotary brake in real time based on the magnitude of the muscular force exerted by the subject has been devised so that the mechanical resistance to the pedaling can be minimized when the affected leg was engaged for pedaling. A series of experiments were carried out with and without the engagement of this real-time control mode of MR rotary brake at different pedaling rate to find out the effect of the real-time control mode. The characteristics of the pedaling for these specific conditions were analyzed based on the variations in angular velocities of the pedal unit. The results showed that the variations in the angular velocities were decreased by 42.9% with the control mode. The asymmetry of pedaling between dominant and non-dominant leg was 19.63% in non-control mode and 1.97% in the control mode. The characteristics of electromyography(EMG) in the lower limbs were also measured. The observation showed that Integrated EMG(IEMG) reduced with the control mode. Therefore, the new bicycle system using MR brake with the real time control of mechanical resistance was found to be effective in recovering the normal pedaling pattern by reducing unbalanced pedaling characteristics caused by disparity of muscular strength between affected and unaffected leg.
Despite the importance of cycling postures during cycling performances, there has been a very little research investigating cycling postures and pedaling rate for particularly concerning domestic cyclists. The aim of this study was to analyze correlations and effects between cycling postures and pedaling rate in track cycling. Twelve male racing cyclists (six racing and university cyclists) participated in this research. For this study, seven infrared cameras (Qualisys ProReflex MCU-240s) were used for collecting data and these were processed via QTM (Qualisys Tracker Manager) software. It appeared that pedaling rate had correlations with regard to a shoulder angle (R=-.601) and displacement between shoulder joints(R= -.637), but a knee (R=-.601) and ankle angle (R=.667). Moreover, two multiple regression equations of pedaling rate for cycling postures were significant and R2 of the first order equation y (pedaling rate) = 0.039x (knee angle) - 1.068 was less than the second order equation y = 0.006x2 - 1.287x + 69.674. In conclusion, cycling postures affected the pedaling rate. Further study should be researched on postures in relation to air resistance in a wind tunnel.
Objective: This study aimed to compare biomechanical data between elite and beginner cyclists during cycle pedaling by performing a comparative analysis and to provide quantitative data for both pedaling performance enhancement and injury prevention. Methods: The subjects of this study included 5 elite cyclists (age: $18{\pm}0years$, body mass: $64.8{\pm}9.52kg$, height: $173.0{\pm}4.80cm$) and 5 amateur cyclists (age: $20{\pm}0years$, mass: $66.6{\pm}2.36kg$, height: $175.6{\pm}1.95cm$). The subjects pedaled on a stationary bicycle mounted on rollers of the same gear (front: 50 T and rear: 17 T = 2.94) and cadence of 90. The saddle height was adjusted to fit the body of each subject, and all the subjects wore shoes with cleats. In order to obtain kinematic data, 4 cameras (GR-HD1KR, JVC, Japan) were installed and set at 60 frames/sec. An electromyography (EMG) system (Telemyo 2400T, Noraxon, USA) was used to measure muscle activation. Eight sets of data from both the left and right lower extremities were obtained from 4 muscles (vastus medialis oblique [VMO], vastus lateralis oblique [VLO], and semitendinosus [Semitend], and lateral gastrocnemius [Gastro]) bilaterally by using a sampling frequency of 1,500 Hz. Five sets of events ($0^{\circ}$, $90^{\circ}$, $180^{\circ}$, $270^{\circ}$, and $360^{\circ}$) and 4 phases (P1, P2, P3, and P4) were set up for the data analysis. Imaging data were analyzed for kinematic factors by using the Kwon3D XP computer software (Visol, Korea). MyoResearch XP Master Edition (Noraxon) was used for filtering and processing EMG signals. Results: The angular velocity at $360^{\circ}$ from the feet was higher in the amateur cyclists, but accelerations at $90^{\circ}$ and $180^{\circ}$ were higher in the elite cyclists. The amateur cyclists had greater joint angles at $270^{\circ}$ from the ankle and wider knee joint distance at $0^{\circ}$, $180^{\circ}$, and $360^{\circ}$ than the elite cyclists. The EMG measurements showed significant differences between P2 and P4 from both the right VLO and Semitend. Conclusion: This study showed that lower body movements appeared to be different according to the level of cycle pedaling experience. This finding may be used to improve pedaling performance and prevent injuries among cyclists.
Seo, Jeong-Woo;Choi, Jin-Seung;Kang, Dong-Won;Bae, Jae-Hyuk;Tack, Gye-Rae
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.22
no.3
/
pp.357-363
/
2012
The purpose of this study was to investigate the effects of different saddle heights on lower-limb joint angle and muscle activity. Six elite cyclists(age: $32.2{\pm}5.2years$, height: $171.0{\pm}3.5cm$, weight: $79.7{\pm}5.6kg$, cycle career: $13{\pm}6.2years$) participated in three min. submaximal(90 rpm) pedaling tests with the same load and cadence based on saddle heights where subject's saddle height was determined by his knee flexion angle when the pedal crank was at the 6 o'clock position. Joint angles(hip, knee, ankle joints) and the activity of lower limb muscles(biceps femoris(BF), vastus lateralis(VL), tibialis anterior(TA) and gastrocnemius medial(GM)) were compared by measuring 3D motion and electromyography(EMG) data. Results showed that there were significant differences in minimum hip & knee joint angle and range of motion of hip and knee joint between saddle heights. Onset timing and integrated EMG of only BF among 4 muscles were significantly different between saddle heights. Especially there was a negative relationship between minimum hip joint angle and onset timing of BF in most subject, which means that onset timing of BF became fast as the degree of bending of the hip joint became larger by saddle height. Optimal pedaling will be possible through increased amount of muscle activation due to the appropriate burst onset timing by proper pedaling posture with adjusted saddle height.
The purpose of this study was to compare two saddle height determination methods by the effectiveness of pedal reaction force. Ten male subjects (age: $24.0{\pm}2.4years$, height: $175.1{\pm}5.4cm$, weight: $69.3{\pm}11.1kg$, inseam: $77.8{\pm}4.5cm$) participated in three minutes, 60 rpm cycle pedaling tests with the same load and cadence. Subject's saddle height was determined by $25^{\circ}$ knee flexion angle (K25) when the pedal crank was at the 6 o'clock position (knee angle method) and 97% (T97), 100% (T100), 103% (T103) of trochanter height (trochanteric method). The RF (resultant force), EF (effective force), and IE (index of effectiveness) were compared by measuring 3D motion and 3-axis pedal reaction force data during 4 pedaling phases (phase1: $330^{\circ}-30^{\circ}$, phase2: $30^{\circ}-150^{\circ}$, phase3: $150^{\circ}-210$, phase4: $210^{\circ}-330^{\circ}$). Results showed that there were significant differences in EF at phase1 between T97 and K25, in EF at phase4 between T100 and T103, in IE at total phase between T97 and K25, between T100 and T103, in IE at phase1 & phase2 between T97 and K25. There was higher IE in the K25 than any other saddle heights, which means that K25 was better pedaling effectiveness than the trochanteric method. Therefore it was suggested the saddle height as 103.7% of trochanter height that converted from K25.
Kim, Daehyeok;Seo, Jeongwoo;Yang, Seungtae;Kang, DongWon;Choi, Jinseung;Kim, Jinhyun;Tack, Gyerae
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.26
no.3
/
pp.303-308
/
2016
Objective: This study evaluated the vertical and horizontal forces in the frontal plane acting on a pedal due to the vertical alignment of the lower limbs. Method: Seven male subjects (age: $25.3{\pm} 0.8years$, height: $175.4{\pm}4.7cm$, weight: $74.7{\pm}14.2kg$, foot size: $262.9{\pm}7.6mm$) participated in two 2-minute cycle pedaling tests, with the same load and cadence (60 revolutions per minute) across all subjects. The subject's saddle height was determined by the height when the knee was at $25^{\circ}$ flexion when the pedal crank was at the 6 o'clock position (knee angle method). The horizontal force acting on the pedal, vertical force acting on the pedal in the frontal plane, ratio of the two forces, and knee range of motion in the frontal plane were calculated for four pedaling phases (phase 1: $330{\sim}30^{\circ}$, phase 2: $30{\sim}150^{\circ}$, phase 3: $150{\sim}210^{\circ}$, phase 4: $210{\sim}330^{\circ}$) and the complete pedaling cycle. Results: The range of motion of the knee in the frontal plane was decreased, and the ratio of vertical force to horizontal force and overall pedal force in the complete cycle were increased after vertical alignment. Conclusion: The ratio of vertical force to horizontal force in the frontal plane may be used as an injury prevention index of the lower limb.
The purpose of this study was to investigate the effects of muscle asymmetry of knee joint among elite cyclists on anaerobic pedaling power related capacity. In another word, based on isokinetic strength of Non-Dominant, ND and Dominant, D, side, high, moderate and low ratio of ND to D were classified as High Symmetry Group, Moderate Symmetry Group and Asymmetry Group, respectively. Analysis of muscle asymmetry of extensor's ND and D side might not lead to any difference between the three groups. Based on muscle strength analysis of the flexor's ND and D, there was statistical difference between the groups in ND flexor and in the muscle balance index of the flexor muscle. This result also leads to significant difference in pedaling power functionality, but this effects might not lead to any negative pedaling power. Therefore, among even cyclists who may show almost the same recruitment pattern of ND and D side during pedaling stroke muscle asymmetry could exist but this phenomena might not negatively contribute to the pedaling capacity.
Seo, Jeong-Woo;Kim, Dae-Hyeok;Yang, Seung-Tae;Kang, Dong-Won;Choi, Jin-Seung;Kim, Jin-Hyun;Tack, Gye-Rae
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.26
no.2
/
pp.237-242
/
2016
Objective: The purpose of this study was to compare the joint movements and muscle activities of novices according to pedal type (flat, clip, and cleat pedal). Method: Nine novice male subjects (age: $24.4{\pm}1.9years$, height: $1.77{\pm}0.05m$, weight: $72.4{\pm}7.6kg$, shoe size: $267.20{\pm}7.50mm$) participated in 3-minute, 60-rpm cycle pedaling tests with the same load and cadence. Each of the subject's saddle height was determined by the $155^{\circ}$ knee flexion angle when the pedal crank was at the 6 o'clock position ($25^{\circ}$ knee angle method). The muscle activities of the vastus lateralis, tibialis anterior, biceps femoris, and gastrocnemius medialis were compared by using electromyography during 4 pedaling phases (phase 1: $330{\sim}30^{\circ}$, phase 2: $30{\sim}150^{\circ}$, phase 3: $150{\sim}210^{\circ}$, and phase 4: $210{\sim}330^{\circ}$). Results: The knee joint movement (range of motion) and maximum dorsiflexion angle of the ankle joint with the flat pedal were larger than those of the clip and cleat pedals. The maximum plantarflexion timing with the flat and clip pedals was faster than that of the flat pedal. Electromyography revealed that the vastus lateralis muscle activity with the flat pedal was greater than that with the clip and cleat pedals. Conclusion: With the clip and cleat pedals, the joint movements were limited but the muscle activities were more effective than that with the flat pedal. The novice cannot benefit from the clip and cleat pedals regardless of their pull-up pedaling advantage. Therefore, the novice should perform the skilled pulling-up pedaling exercise in order to benefit from the clip and cleat pedals in terms of pedaling performance.
Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
/
v.9
no.4
/
pp.331-337
/
2015
This research was to develop the cycling system of lower limbs for rehabilitation during cycle exercise in supine position. Also we analyzed the muscular activity of lower-limbs at various exercise conditions according to exercise mode, load, velocity. 42 healthy subjects(ages 20-60 years) were participated. We measured the muscular activities of right lower limb muscle in rectus femoris, biceps femoris, tibialis anterior, medial gastrocnemius, soleus. Results, medial gastrocnemius shows high value on load 10 stage than load 1 and 5 stage. And all muscular activity except medial gastrocnemius was decreased as increase of velocity. We have found that there is a difference of lower limbs activity depending on exercise mode and method. This study could be applied to reference data to develop cycle system of lower limbs for rehabilitation.
Purpose: The purpose of this study was to investigate the exercise effect of two types of training with a recumbent cycle ergometer on ankle muscle strength (dorsiflexor strength, DFS; dorsiflexor strength/weight, DFS/kg; plantar flexor strength, PFS; and plantar flexor strength/weight, PFS/kg) in healthy male subjects. Methods: Twenty-three healthy males (27.91±8.66 yr) were randomly allocated into two groups (high-intensity interval training (HIIT), and aerobic exercise training (AET) after the first measurement. The subjects were trained for 24 sessions (40 min/rep, three times/week) and ankle strength was measured for a second time. Two-way mixed model analysis of variance (ANOVA) was used to identify significant differences between changes in ankle muscle strength between before and after training (within factors) in the HIIT and AET groups (between factors). The statistical significance level was set at α=0.05. Results: In both HIIT and AET groups, all variables of ankle muscle strength were significantly increased after training compared to before training (p=0.001). However, there were no differences in all variables of ankle strength between the HIIT and AET group (p>0.05). Conclusion: Both types (HIIT and AET) of recumbent cycle exercise training could be effective training methods to increase ankle muscle strength in healthy individuals, and the HIIT type with high intensity and low frequency pedaling could be recommended more to strengthen ankle muscles.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.