冰雪測試設(shè)備研究進(jìn)展

李海連，陸 玥，羅春陽，曾永陽，續(xù)靖杰，秦顯龍，宋錦輝

(北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，吉林 吉林 132021)

《2020中國滑雪產(chǎn)業(yè)白皮書》顯示，2014年至2019年，國內(nèi)滑雪人數(shù)從1 195萬人次增加到2 060萬人次.隨著2022年北京冬奧會的申辦成功，以及冰雪行業(yè)相關(guān)鼓勵政策的相繼出臺，我國滑雪產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展時(shí)期[1].東方證券研究報(bào)告指出，雖然中國滑雪產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展，但在滑雪設(shè)備與器材的生產(chǎn)與研究方面卻沒有取得相應(yīng)發(fā)展，滑雪設(shè)備與滑雪用品國產(chǎn)化水平較低，達(dá)不到競技比賽要求，滑雪產(chǎn)業(yè)鏈沒有真正形成[2].隨著北京冬奧會的日益臨近，冰雪運(yùn)動迎來了全民參與的熱潮，在滿足休閑娛樂的同時(shí)，人們也開始追求冰雪運(yùn)動的專業(yè)性、舒適性和安全性，而冰雪運(yùn)動裝備是決定專業(yè)性、舒適性和安全性的關(guān)鍵，對冰雪運(yùn)動裝備測試設(shè)備的需求與日俱增[3].冰雪測試設(shè)備在保護(hù)使用者人身安全、提升運(yùn)動成績等方面具有重要作用[4]，吸引了大批國外學(xué)者開展測試?yán)碚摷皯?yīng)用研究，逐漸形成了比較完善的冰雪裝備生產(chǎn)及測試體系.目前，國外關(guān)于冰雪測試設(shè)備技術(shù)及檢測標(biāo)準(zhǔn)已趨于成熟；而我國的冰雪產(chǎn)業(yè)起步較晚，發(fā)展相對滯后，國產(chǎn)滑雪器材、裝備中只有滑雪服、滑雪鏡和滑雪頭盔還有一定的市場占有率，而滑雪板、滑雪鞋、滑雪杖等設(shè)備的生產(chǎn)商大多為國外品牌的代工廠，并且多數(shù)產(chǎn)品是用于滑雪場地，供游客租賃[5].國內(nèi)的冰雪測試設(shè)備研究較少，特別是關(guān)于滑雪板、滑雪鞋、滑雪杖和冰刀鞋的研究與國外還有較大差距，缺少完善的測試標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)、全面闡述冰雪裝備測試設(shè)備研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)較少.本文綜述滑雪板、滑雪鞋、滑雪杖和冰刀鞋測試設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)相關(guān)研究進(jìn)展，分析現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，展望未來發(fā)展趨勢.本文研究的滑雪板、滑雪鞋、滑雪杖和冰刀鞋測試設(shè)備，主要是測試滑雪板的彈性、疲勞指數(shù)、摩擦力，滑雪鞋的屈曲剛度和釋放扭矩，滑雪杖的剛度，冰刀鞋的剛度及其與冰面相互作用力等.

1 滑雪板測試設(shè)備

早期，滑雪板只是一個(gè)前端彎曲的木板，是用于冬季出行的工具.隨著冰雪運(yùn)動的發(fā)展，滑雪作為一項(xiàng)競技運(yùn)動出現(xiàn)在賽場上，提高滑雪板性能的滑雪裝備研發(fā)及相應(yīng)的測試研究也逐漸開展起來.滑雪板性能測試試驗(yàn)是滑雪板成品檢測中非常重要的一項(xiàng)，然而，國內(nèi)滑雪板性能測試設(shè)備仍處于開發(fā)研究階段，相關(guān)測試設(shè)備主要依靠進(jìn)口.本文重點(diǎn)介紹滑雪板彈性、疲勞指數(shù)測量標(biāo)準(zhǔn)以及彈性、疲勞性能的三點(diǎn)彎曲測試方法，同時(shí)介紹滑雪板摩擦力的2種測試方法.

滑雪板彈性.英國標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會《越野滑雪板彈性性能的測定(Cross-country skis-Determination of elastic properties)》(BS ISO 7139：2017)[6]規(guī)定了試驗(yàn)室條件下測量越野滑雪板彈性的方法[7].該方法適用于標(biāo)稱長度大于或等于150 cm的越野滑雪板，通過計(jì)算滑雪板指定部位彎曲阻力確定滑雪板彈性.該測量方法不僅可以確保在試驗(yàn)室條件下測得的數(shù)據(jù)與在實(shí)際滑雪場得到數(shù)據(jù)具有可比性，還可確保與滑雪板制造商、滑雪場機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)測得的數(shù)據(jù)具有可比性.

滑雪板疲勞指數(shù).國際標(biāo)準(zhǔn)《高山滑雪板疲勞指標(biāo)的測定：循環(huán)載荷(Alpine skis-Determination of fatigue indexes-Cyclic loading tes)》(BS ISO 6266：2013)[8]規(guī)定了高山滑雪板疲勞指數(shù)的測定方法.通過循環(huán)載荷彎曲試驗(yàn)確定滑雪板對形變和剛度變化的抵抗能力[9].由于試驗(yàn)結(jié)果受滑雪板長度、測試溫度、彈性系數(shù)、振動種類、頻率等非量化因素影響，因此，測定滑雪板疲勞指數(shù)常采用測量外傾角高度和中心彈簧常數(shù)的疲勞行為進(jìn)行簡化，并使其標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足相關(guān)研究需要.

因直接影響雪板控制性以及競技成績，滑雪板摩擦因數(shù)的測試研究很早就受到國外學(xué)者的重視，但因摩擦因數(shù)受到測試環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、坡度、雪質(zhì)等諸多因素影響較大，目前暫無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn).

1.1 滑雪板三點(diǎn)彎曲測試

滑雪板三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)是研究滑雪板彈性及疲勞性能的基礎(chǔ).滑雪板彈性及疲勞性能測試均是基于三點(diǎn)彎曲原理，區(qū)別在于是單次加載還是頻繁加載.為解決疊加法求解滑雪板彎曲大變形時(shí)剛度分布影響受力分布，造成計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)偏差的問題，盛宏威[10]通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)求解剛度分布方程，并進(jìn)一步推導(dǎo)載荷分布方程，最終得到疊加法求滑雪板彎曲大變形的解析解.三點(diǎn)彎曲受力模型見圖1，其中：Ls為A、B兩個(gè)支撐點(diǎn)之間的距離；F為施加在滑雪板中心的彎曲載荷；x為彎曲載荷作用點(diǎn)與滑雪板中心p的距離；f為滑雪板的彎曲撓度.

圖1 三點(diǎn)彎曲受力模型[11]Fig.1 Three-point bending stress model

分別選取不同x值進(jìn)行三點(diǎn)彎曲測試，可得到滑雪板不同位置的剛度，最終擬合出抗彎剛度隨位置變化的方程：

其中：EI(x)為被測滑雪板不同位置的抗彎剛度.通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，能夠得到滑雪板的剛度分布函數(shù)，進(jìn)而得出滑雪板不同位置的剛度變化情況.

1.2 簡易越野滑雪板摩擦力測試裝置

Franziska Hoell[12]設(shè)計(jì)了一款簡易越野滑雪板摩擦力測試裝置，見圖2.該裝置由雪橇結(jié)構(gòu)及電子設(shè)備兩部分組成.在鋁合金框架的底部安裝一組被測滑雪板，頂部放置模擬滑雪者的配重塊，前端裝有測力元件，測量并記錄雪橇在雪地滑行過程中的阻力.此外，雪橇結(jié)構(gòu)前端安裝加速度計(jì)，測量摩擦阻力及滑雪板的運(yùn)動速度、加速度.該裝置可在不同環(huán)境下測試滑雪板摩擦力.

圖2 簡易越野滑雪滑動摩擦力測試裝置Fig.2 Measuring equipment of simple cross-country skiing sliding friction

1.3 滑雪板摩擦因數(shù)測試裝置

M.Hasler等[13]研發(fā)了一種在特定載荷和速度下測量滑雪板線性摩擦因數(shù)的裝置，見圖3.測試裝置由支架、雪道、導(dǎo)軌及驅(qū)動電機(jī)組成；加載裝置由豎直加載彈簧、稱重傳感器、拉力傳感器、下托架、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及電池組構(gòu)成.整個(gè)加載裝置可在電機(jī)驅(qū)動下在導(dǎo)軌上高速移動，通過下托架連接被測滑雪板，模擬滑雪過程中的加速、勻速及減速狀態(tài).

圖3 M.Hasler線性摩擦計(jì)Fig.3 M.Hasler linear tribometer

在加載裝置帶動被測滑雪板勻速滑行過程中，受到滑雪板與雪面摩擦力作用，下拖架上的滑塊會產(chǎn)生相對位移，通過拉力傳感器完成摩擦力測量.同時(shí)，通過稱重傳感器完成模擬重力載荷測量，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成相關(guān)數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而計(jì)算出滑雪板與雪面的摩擦因數(shù)：

該測試裝置對速度調(diào)控和施加載荷控制較為精準(zhǔn)，減少了不可預(yù)測因素帶來的誤差，測試成本低、可控性高.但該測試裝置僅能完成小塊區(qū)域的模擬測試，無法全程模擬真實(shí)雪場的情況，且裝置的移動速度難以達(dá)到專業(yè)運(yùn)動員的滑行速度.

2 滑雪鞋測試設(shè)備

作為滑雪中最重要的裝備之一，滑雪鞋可保護(hù)滑雪者脛骨和腳不受滑雪時(shí)產(chǎn)生的作用力影響，同時(shí)還可將由滑雪者自身體重產(chǎn)生的載荷轉(zhuǎn)移、施加到滑雪板上，使滑雪板能切入雪地并獲得滑行軌跡.由于目前已知的有關(guān)滑雪鞋的標(biāo)準(zhǔn)較少，且大部分測試技術(shù)及相關(guān)設(shè)備資料均掌握在外國廠商手中，故只能借助滑雪鞋的部分標(biāo)準(zhǔn)，以及關(guān)于滑雪鞋剛度和滑雪板與滑雪鞋釋放力矩的測試方法開展研究.

國際標(biāo)準(zhǔn)《高山滑雪板釋放力矩值的選擇(Alpine ski-bindings-Selection ofrelease torques values)》(ISO 8061：2019(E))[14]規(guī)定了滑雪板固定器釋放力矩的選擇，即確定高山滑雪固定器釋放力矩的選擇方法，主要用于制造商進(jìn)行滑雪板固定器釋放力矩、測量，以及滑雪設(shè)備商店及租賃場所對已安裝的滑雪板固定器進(jìn)行調(diào)整.此標(biāo)準(zhǔn)注明的信息并不適用于非機(jī)械固定器或者與鞋靴配合使用但鞋靴高度高于1/2小腿的固定器.

我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《鞋類 整鞋試驗(yàn)方法 保溫性》(GB/T 21284—2015)和《鞋類 整鞋試驗(yàn)方法 感官質(zhì)量》(GB/T 3903.5—2011)[15-16]規(guī)定了滑雪鞋舒適度標(biāo)準(zhǔn).兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為研究典型冰雪運(yùn)動項(xiàng)目(自由式滑雪/短道速滑/冰球)中穿戴的運(yùn)動鞋舒適性測試方法提供了基礎(chǔ)，對改善用戶體驗(yàn)、提升運(yùn)動成績起到了巨大的推進(jìn)作用.同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)也奠定了我國穿戴式冰雪運(yùn)動裝備工效評測、標(biāo)準(zhǔn)和體系的建立基礎(chǔ).

圖4 滑雪鞋個(gè)體屈曲剛度測試裝置Fig.4 Individual flexion stiffness test device for ski shoes

2.1 屈曲剛度測試裝置

奧地利的Lorenz Immler等[17]研究了滑雪鞋/冰球鞋硬度對運(yùn)動員的影響(測試裝置見圖4).結(jié)果表明，專業(yè)滑雪運(yùn)動員進(jìn)行滑雪鞋彎曲加載試驗(yàn)時(shí)，溫度變化會引起滑雪鞋屈曲剛度變化，進(jìn)而對滑雪速度產(chǎn)生顯著影響.這一研究結(jié)果受到了眾多冰雪裝備制造商的重視，紛紛采用剛度參數(shù)來描述滑雪鞋/冰球鞋硬度.這個(gè)參數(shù)被稱為名義屈曲剛度(柔性指數(shù))，指數(shù)范圍為50～150，對應(yīng)硬度從低到高.1980年，國際冰雪運(yùn)動安全工作組制定了一項(xiàng)有關(guān)滑雪鞋/冰球鞋彎曲性能要求的指導(dǎo)意見(IAS No.150)，雖然已經(jīng)公布很長時(shí)間，但至今并沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)來確定名義屈曲指數(shù).

2.2 滑雪鞋剛度特性測試裝置

Nicola Petrone等[18]考慮到扣合力及環(huán)境溫度對滑雪鞋屈曲剛度特性的影響，開發(fā)了一個(gè)剛度測試裝置，主要由測力板、平面測角儀及便攜式測力滑雪板構(gòu)成，見圖5.該裝置通過模擬專業(yè)滑雪者在不同溫度下向前屈膝滑雪，測量踝關(guān)節(jié)處彎曲力矩及便攜式測力滑雪板的彎矩.強(qiáng)力扣和軟扣兩種捆扎方式得到不同結(jié)果：采用強(qiáng)力扣合時(shí)，無論是深度彎曲還是輕度彎曲，滑雪者向后彎曲表現(xiàn)都不明顯，向前彎曲顯著；采用軟扣閉合時(shí)，彎曲減小.這種測試方法可收集踝關(guān)節(jié)力矩，為運(yùn)動員選擇滑雪鞋提供重要參數(shù)，也可為滑雪鞋設(shè)計(jì)與開發(fā)者提供數(shù)據(jù)支撐.

圖5 扣環(huán)關(guān)閉和環(huán)境溫度對滑雪鞋屈曲剛度特性的影響測試裝置Fig.5 Effect of buckle closure and ambient temperature on the flexion stiffness of ski-boots testing device

2.3 滑雪鞋脫離力矩測試裝置

為防止滑雪者在滑雪過程中因雪鞋和雪板間的相互作用力導(dǎo)致膝蓋受傷，Meyer F等[19]開發(fā)了基于壓電傳感器的雪板與雪鞋間相互作用力及力矩測量平臺，試圖找到改善捆綁安全性的解決方案.該裝置將壓電傳感器集成在固定器和滑雪鞋綁定界面，傳感器放置在固定器的前端和后部，見圖6.通過校準(zhǔn)試驗(yàn)，得到固定器與滑雪鞋間各方向上力與力矩的校準(zhǔn)誤差；在雪場上進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，由3名專業(yè)運(yùn)動員穿戴測試裝置分別滑行3次，對比數(shù)據(jù)相似性，得出測試裝置平均標(biāo)準(zhǔn)誤差，驗(yàn)證該測試裝置的準(zhǔn)確性.

圖6 雪板雪鞋力與力矩測試裝置Fig.6 Test device for force and torque between skis and ski shoes

3 滑雪杖測試設(shè)備

滑雪杖是滑雪者在滑雪過程中用以支撐身體、控制平衡、引導(dǎo)轉(zhuǎn)向必不可少的工具.為減少滑雪過程中滑雪杖帶來的空氣阻力，通常使用長度為身體高度83%～90%的滑雪杖.由于滑雪杖越長需要承受的彎矩越高，因此，對滑雪杖強(qiáng)度和動力傳遞有更高要求.有關(guān)滑雪杖的測試方法，國內(nèi)僅有《高山滑雪杖和旅行滑雪杖 要求和試驗(yàn)方法》(GB/T 40929—2021)[20]，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高山滑雪杖和旅行滑雪杖的最低安全要求，給出了檢驗(yàn)方法.

3.1 滑雪杖彎曲剛度測試裝置

PJ Steinbild等[21]設(shè)計(jì)了一套用于測量越野滑雪中滑雪杖軸向力和彎曲力的裝置，見圖7.該測量裝置在滑雪杖圓周上布置了主應(yīng)變計(jì)及溫度補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)，測量應(yīng)變數(shù)據(jù).應(yīng)變計(jì)信號通過微型電子系統(tǒng)記錄并通過藍(lán)牙發(fā)送至手機(jī)端，可實(shí)時(shí)分析測量數(shù)據(jù)，供教練和專家使用.該裝置位于滑雪杖把手附近，質(zhì)量較小，對滑雪杖的擺動影響較小，測量精度較高.

圖7 滑雪杖軸向力與彎曲力測試裝置Fig.7 Test device for axial force and bending force of ski poles

3.2 滑雪杖彎曲特性測試裝置

Swarén M等[22]設(shè)計(jì)了一種可用于測量不同滑雪杖彎曲特性的試驗(yàn)裝置，見圖8，該裝置可用于對越野滑雪杖進(jìn)行客觀分類.在進(jìn)行軸向載荷加載試驗(yàn)時(shí)，利用稱重傳感器測量滑雪杖的軸向力，通過激光測距儀測量施加荷載時(shí)的軸撓度，通過螺紋桿上的螺母以恒定速度施加載荷.測試時(shí)，增加載荷，直至滑雪杖所受載荷到達(dá)穩(wěn)定值，此時(shí)施加載荷最大，滑雪杖發(fā)生彎曲，該載荷值被稱為最大力傳遞值(MFT)，是表征滑雪杖性能的關(guān)鍵參數(shù)，反映滑雪杖彎曲剛度和強(qiáng)度.相較于三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，該方法更符合測試滑雪杖在實(shí)際使用中的載荷情況.

圖8 滑雪杖彎曲特性測試裝置Fig.8 Equipment for testing the bending characteristics of ski poles

4 冰刀鞋測試設(shè)備

滑冰過程中，冰刀鞋圍繞腳踝部位的剛度可幫助動員控制冰刀平衡，提高滑冰動作的穩(wěn)定性.深入研究冰刀鞋剛度，可以客觀評估冰刀鞋結(jié)構(gòu)對其剛度、性能及匹配特性的影響，以此指導(dǎo)冰刀鞋設(shè)計(jì)及產(chǎn)品性能檢驗(yàn)；同時(shí)，冰刀鞋與冰面之間產(chǎn)生的摩擦力直接影響運(yùn)動員成績.因此，有效測量冰刀鞋與冰面之間的摩擦因數(shù)，對于改進(jìn)冰刀鞋設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)作用，能在一定程度上提升運(yùn)動員成績.目前，我國關(guān)于冰刀鞋的標(biāo)準(zhǔn)有《冰刀鞋》(GB/T 19707—2005)[23]，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了冰刀鞋的產(chǎn)品分類、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及存貯，但未涉及冰刀鞋測試設(shè)備.

4.1 冰刀鞋摩擦因數(shù)測試裝置

PA Federolf等[24]制作了一個(gè)底部裝有3個(gè)冰刀的滑車，通過測量滑車到達(dá)4段計(jì)時(shí)傳感器的速度來確定被測冰刀的摩擦因數(shù).該裝置通過滑車上的配重砝碼模擬負(fù)載，用液壓缸推動滑車向前滑行，通過4段計(jì)時(shí)傳感器，最終在空氣阻力和冰面摩擦力作用下逐漸減速、停止.測試原理見圖9.多次試驗(yàn)表明，滑車上最大空氣阻力為0.2 N(室內(nèi))，與冰面摩擦阻力相比可忽略不計(jì).

圖9 PA Federolf冰刀鞋摩擦因數(shù)測試裝置Fig.9 PA Federolf test device for ice friction of flared ice hockey skate blades

冰刀摩擦因數(shù)計(jì)算公式：

式中：μ為冰刀鞋摩擦因數(shù)；N為滑車的重量，N；Fice為冰摩擦阻力，N.

冰刀測試裝置結(jié)構(gòu)、原理相對簡單，測試效率不高，并且不同試驗(yàn)時(shí)間摩擦因數(shù)差異較大，同一冰刀的平均摩擦因數(shù)最大相差23%.因此，該裝置僅適用于在同一時(shí)間段內(nèi)比較不同冰刀之間的摩擦因數(shù).

4.2 冰刀鞋滑冰力測試裝置

為研究冰刀鞋與冰面之間相互作用力對運(yùn)動員的影響，Stidwill T J等[25]設(shè)計(jì)了基于應(yīng)變片的便攜式冰刀鞋滑冰力測試裝置.應(yīng)變片在冰刀鞋中的布置見圖10，這種布置方式可以確定施加在冰刀上的垂向力及側(cè)向力.應(yīng)變片通過導(dǎo)線與運(yùn)動員背包中的數(shù)據(jù)采集裝置連接，采集到的數(shù)據(jù)使用Data LOG軟件進(jìn)行后期處理.通過在實(shí)際冰場環(huán)境下的測試，確定了冰上溫度補(bǔ)償因子，用以消除應(yīng)變片和冰刀鞋聚合物材料在寒冷條件下的響應(yīng)差異.利用該系統(tǒng)測試不同受試者在啟動、加速和勻速滑冰等狀態(tài)下的信號響應(yīng)，結(jié)果顯示，該系統(tǒng)具有較好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，可作為冰球運(yùn)動員及教練員評估滑冰力的重要參考工具.

圖10 Stidwill TJ冰刀鞋滑冰力測試裝置Fig.10 Stidwill TJ testing device for skate shoe force

4.3 冰刀鞋蹬離力測試裝置

為研究速滑運(yùn)動員起步蹬離力，Van der Kruk等[26]設(shè)計(jì)了基于固定器和三維力傳感器的無線測試Klap冰刀鞋.該設(shè)備可同步測量滑冰者起步推離力在冰刀鞋上的橫向力、法向力，確定壓力中心，并將數(shù)據(jù)存儲到SD卡.Klap冰刀鞋需通過搭建的拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn).將Klap冰刀鞋倒置于校準(zhǔn)裝置的基座上，并與基座緊固連接，試驗(yàn)機(jī)的壓頭以一定壓力作用在冰刀上模擬蹬離力，以此來校準(zhǔn)Klap冰刀鞋的測試精度，見圖11.研究表明，冰刀鞋蹬離力不受溫度影響，正常均方根可達(dá)42 N，橫向均方根可達(dá)27 N；可以確定冰刀鞋蹬離時(shí)壓力中心，測量平均誤差為10.1 mm，接近標(biāo)準(zhǔn)平均誤差.

圖11 Klap冰刀鞋校準(zhǔn)測試裝置Fig.11 Klap skate shoe calibration test device

5 小結(jié)與討論

研究可知，剛度、摩擦因數(shù)、脫離力矩等影響冰雪運(yùn)動裝備的專業(yè)性，并對滑雪者的安全及穿戴舒適性產(chǎn)生影響.提高檢測準(zhǔn)確性、安全性及舒適性，同步向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展是冰雪測試設(shè)備的發(fā)展趨勢；以冰雪裝備為中心，配以各種測試設(shè)備是當(dāng)今冰雪運(yùn)動的發(fā)展趨勢

1)冰雪測試設(shè)備多元化.國外冰雪測試設(shè)備齊全，包括雪板、雪鞋摩擦測試、剛度測試、脫離力矩測試設(shè)備等，設(shè)備的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高.

2)冰雪測試設(shè)備檢測參數(shù)準(zhǔn)確性較高.目前的冰雪測試設(shè)備檢測參數(shù)誤差在10%左右，檢測精度較高，如滑雪板彈性、疲勞指數(shù)、滑冰鞋蹬離力等.精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)可為滑雪裝備生產(chǎn)廠家和滑雪運(yùn)動者提供有力參考，未來可進(jìn)一步研究測試誤差的影響因素，優(yōu)化修正算法，提高測試設(shè)備的精度.

3)雪板、雪鞋的安全性及舒適性得到保障.測試設(shè)備通過測量系統(tǒng)既能有效保證滑雪者遇到危險(xiǎn)時(shí)能及時(shí)脫離滑雪鞋，又能在此前提下保證滑雪鞋與滑雪板穩(wěn)固連接，實(shí)現(xiàn)脫離力矩等關(guān)鍵參數(shù)的個(gè)性化匹配.

4)測試設(shè)備向?qū)I(yè)化發(fā)展.在標(biāo)準(zhǔn)的有力支持下，測試設(shè)備的專業(yè)性得以體現(xiàn)，努力完善冰雪測試設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可為冰雪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供保障.

5)采用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì).應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、有限元技術(shù)、運(yùn)動學(xué)理論和技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、手段進(jìn)行理論分析，能夠確保測試設(shè)備的實(shí)用性及先進(jìn)性，既能縮短研究周期，又能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和可靠性.

在高水平冰雪運(yùn)動競賽中，選擇適合運(yùn)動員自身特點(diǎn)的裝備對提高比賽成績尤為重要.冰雪測試設(shè)備可檢測冰雪運(yùn)動裝備的相關(guān)參數(shù)，在運(yùn)動員選擇冰雪運(yùn)動裝備中起到主導(dǎo)作用.目前，國外已開展了滑雪板、滑雪鞋和冰刀鞋等冰雪裝備測試設(shè)備研究，但相關(guān)檢測設(shè)備及關(guān)鍵參數(shù)未公布，無法獲取直接資料[27].相比之下，我國冰雪產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，特別是冰雪運(yùn)動裝備測試設(shè)備整體落后于美國、芬蘭、德國等冰雪運(yùn)動強(qiáng)國.因此，完善冰雪裝備的生產(chǎn)制造方法，提高產(chǎn)品性能檢測手段，是未來冰雪裝備發(fā)展的一個(gè)重要方向.

隨著2022年北京冬奧會的申辦成功，我國出臺了《冰雪運(yùn)動發(fā)展規(guī)劃(2016—2025年)》《“帶動三億人參與冰雪運(yùn)動”實(shí)施綱要(2018—2022年)》《關(guān)于以2022年北京冬奧會為契機(jī)大力發(fā)展冰雪運(yùn)動的意見》等多項(xiàng)政策，促進(jìn)了我國冰雪運(yùn)動的快速發(fā)展，帶動了冰雪測試設(shè)備的發(fā)展[28-30].舉辦北京冬奧會，廣泛開展冰雪運(yùn)動，將充分體現(xiàn)冰雪運(yùn)動裝備測試設(shè)備的重要性，促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展.