휠체어 스포츠 경기력 향상을 위한 디자인 특성

Abstract

[목적] 본 논문은 휠체어의 성능에 영향을 미치는 휠체어 구조(좌석의 높이, 캠버 및 핸드림 크기), 휠체어 추진 동작(기능적 특성 및 인간 운동역학적 측면) 및 휠체어 추진 효율(운동생리학 및 운동역학적 측면)과 관련된 주제를 대상으로 과거 연구부터 최신 연구까지의 연구동향 및 변천을 제시하는 것이다. [결과] 휠체어 스포츠의 운동수행력을 향상시키기 위해서는 선수 개개인의 체력, 기술, 전술적인 요인과 함께 빠른 추진 및 방향전환을 위한 휠체어 디자인 특성(성능)을 향상시켜야 한다. 휠체어 디자인에 관한 선행연구는 좌석의 높이, 핸드림 크기, 캠버 등 크게 3가지로 나누어 진행되어왔다. 가장 효과적인 좌석의 높이는 선수의 몸통과 팔의 길이 및 핸드림 크기와 관련이 있다. 좌석이 낮으면 추진효율이 높고, 좌석이 높으면 에너지 소비가 증가한다. 에너지 소비(총 효율)에서 휠체어 좌석의 적정 높이는 팔꿈치 각도의 100～120도이다. 핸드림 크기는 휠체어 추진에서 기어와 같은 역할을 하는데, 작은 직경의 핸드림을 사용하면 고단 기어를 선택한 것이며 가속도에서 손해를 보며 최고속도에서 이득을 본다. 반대로 큰 직경의 핸드림을 사용하면 저속 기어를 선택한 것이며 가속도에서 이득을 보며 최고속도에서 손해를 본다. 핸드림 휠체어에서 여러 가지 기어의 응용은 가치가 있으나, 기어의 비율은 파워와 속도를 고려해야 한다. 캠버 각이 증가하면 측면 안정성이 향상되며, 손이 핸드림을 잡는 것이 쉬워지며, 팔 운동이 수월해져서 에너지 소비와 추진 기법에서 긍정적인 효과가 기대된다. 또한 캠버가 증가하면 기계적 효율이 커지며, 안정성이 증가하며, 휠체어 추진 시 요구되는 파워가 감소된다. 경주용 휠체어의 캠버는 8도와 10도를 가장 많이 사용하며, 농구용 휠체어의 캠버는 20도와 24도를 많이 사용한다. 농구용 휠체어의 필드테스트를 통해 휠체어의 질량이 추가되면 최대회전속도와 회전가속도가 감소하고, 좌석의 높이를 높이면 전력으로 달릴 때와 회전할 때 움직임 수행력에 영향을 미쳤으며, 좌석의 높이와 핸드림의 그립 사이즈는 움직임 수행력에는 거의 영향을 미치지 않았다. [결론] 휠체어 코치 및 선수들은 이러한 휠체어 디자인 성능을 고려하여 최상의 휠체어-선수 간의 조합을 찾아야 할 것이다.

[Purpose] A potential issue for wheelchair sports are the characteristics of wheelchair design. The purpose of this review was to investigate the characteristics of design in wheelchair sports including the height of seat, camber and handrim size for improving the performance. [Results] The optimum height of seat related to trunk, arm length and handrim size. The lower seat showed the push efficient highly, while higher seat increased the energy expenditure. In energy expenditure, the optimum height of seat was 100-120° of elbow angle. Handrim size play the role in gear. The smaller handrim size acts like high gear, it gains disadvantages in acceleration, it gains advantages in maximum velocity. On the contrary, the higher handrim size acts like low gear, it gains disadvantages in maximum speed, it gains advantages in acceleration. The ratio of gear consideration in power and velocity. When increased camber enhanced the lateral stability, easier catch the handrim and easier arm motion. So it improved the energy expenditure and push technique. When increased camber enhanced the mechanical efficiency and stability, but it decreased the power. The racing wheelchair camber using the 8° and 10°. [Conclusions] Athletes, coaches and wheelchair experts are provided with insight in the performance effect of key wheelchair design settings, and they are offered a proven sensitive method to apply in sports practice, in their search for the best wheelchair-athlete combination.