كيف تُستخدم ألواح القوة ثلاثية الأبعاد ذات الدرجة الصناعية في تقييم الأحذية؟ إتقان تحليل المشي والصدمات

تعمل ألواح القوة ثلاثية الأبعاد ذات الدرجة الصناعية كأداة أساسية لتحليل المشي الكمي من خلال التقاط إشارات قوة رد الفعل الأرضي (GRF) الناتجة أثناء عملية المشي. تتجاوز هذه الأدوات مجرد قياس الوزن لتسجيل القوى بدقة في ثلاثة أبعاد محددة - الدفع، والحركة الجانبية، والأحمال الرأسية - مع تحديد موقع مركز الضغط (COP) في نفس الوقت.

القيمة الأساسية بينما تقيس ألواح القوة الاتصال الأرضي الخارجي، فإن فائدتها في تقييم الأحذية تكمن في حساب التأثير الداخلي. توفر البيانات التي تجمعها الأساس الديناميكي الأساسي لقياس امتصاص الصدمات، وحساب أحمال المفاصل، وتحديد أداء التبطين للأحذية الوظيفية بشكل موضوعي.

آليات القياس

التقاط القوى متعددة الاتجاهات

لتقييم الأحذية بفعالية، يجب عليك فهم القوى التي تتجاوز التأثير الرأسي البسيط.

تلتقط ألواح القوة الصناعية قوى الدفع (الدفع للأمام والخلف) والقوى الجانبية (الثبات من جانب إلى آخر).

يكشف هذا الملف ثلاثي الأبعاد عن كيفية تعامل الحذاء مع إجهاد القص ودعم القدم أثناء الانتقال من ضربة الكعب إلى رفع الأصابع.

تتبع مركز الضغط (COP)

بالتزامن مع قياس القوة، تتتبع هذه الألواح الموقع الدقيق لمركز الضغط.

يقوم هذا المقياس برسم خرائط دقيقة للمكان الذي تتركز فيه القوة تحت القدم في أي جزء من الثانية.

بالنسبة لمصممي الأحذية، تعد بيانات مركز الضغط أمرًا بالغ الأهمية لتقييم كيفية تأثير هندسة الحذاء على الثبات والتوازن طوال دورة المشي.

من البيانات الأولية إلى البصيرة الميكانيكية الحيوية

وضع الأساس الديناميكي

تعمل بيانات القوة الأولية كمدخل لحسابات الميكانيكا الحيوية المعقدة.

يستخدم المهندسون هذه البيانات لحساب العزوم الرأسية الحرة والعزوم الخارجية الصافية والزخم الزاوي العام.

هذه المقاييس ضرورية لفهم القوى الدورانية التي تؤثر على القدم وكيف يمكن للحذاء تخفيفها أو تفاقمها.

حساب أحمال المفاصل الداخلية

من خلال دمج بيانات الحركة الحركية في الوقت الفعلي، يمكن للموظفين الفنيين استقراء القوى التي تنتقل عبر السلسلة الحركية.

على وجه التحديد، هذه البيانات أساسية لحساب أحمال مفصل الركبة الداخلية.

يسمح هذا للمقيمين بتحديد ما إذا كان تصميم حذاء معين يقلل بشكل فعال من الضغط على الركبة أثناء مهام المشي أو الخطو.

قياس أداء الأحذية

قياس امتصاص الصدمات

يتم استبدال مشاعر "الراحة" الذاتية بمقاييس قابلة للقياس باستخدام ألواح القوة.

من خلال تحليل حجم ومعدل الحمل الرأسي، يمكن للمقيمين قياس قدرات امتصاص الصدمات للأحذية.

يثبت هذا بشكل موضوعي ما إذا كانت مادة التبطين في الحذاء تخفف بفعالية قوى الصدمات قبل وصولها إلى النظام الهيكلي.

تقييم الفعالية الوظيفية

يسمح الجمع بين بيانات القوة والعزم بتقييم المعدات الوظيفية، مثل الأحذية المتخصصة أو أكمام الركبة.

توفر الألواح الأدلة اللازمة للتحقق من ادعاءات الأداء فيما يتعلق بتقليل ضغط المفاصل.

فهم المفاضلات

دقة المختبر مقابل التباين في العالم الحقيقي

توفر ألواح القوة "المعيار الذهبي" للدقة، لكنها تتطلب عادةً بيئة مختبرية خاضعة للرقابة.

يتم التقاط البيانات أثناء مهام محددة، مثل "عملية المشي" أو ملامسة خطوات معينة.

على الرغم من دقتها، تمثل هذه البيانات عينة خاضعة للرقابة للحركة وقد لا تعكس تمامًا المتغيرات الفوضوية للتضاريس الخارجية.

تعقيد البيانات

الناتج من لوحة القوة هو بيانات حركية أولية؛ لا تخبرك بطبيعتها ما إذا كان الحذاء "جيدًا".

يتطلب استخراج القيمة نمذجة ميكانيكية حيوية متقدمة لترجمة "العزوم الخارجية الصافية" إلى تحسينات تصميم قابلة للتنفيذ.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

عند دمج ألواح القوة في استراتيجية تقييم الأحذية الخاصة بك، قم بتخصيص تحليلك لهدفك المحدد:

إذا كان تركيزك الأساسي هو التبطين والراحة: أعط الأولوية لتحليل الأحمال الرأسية وذروات الصدمات لقياس قدرات امتصاص الصدمات.
إذا كان تركيزك الأساسي هو الثبات والدعم: ركز على القوى الجانبية وتتبع مركز الضغط (COP) لفهم كيفية تحكم الحذاء في حركة القدم.
إذا كان تركيزك الأساسي هو الوقاية من الإصابات: استخدم حساب أحمال مفصل الركبة الداخلية والزخم الزاوي لتقييم تقليل الضغط على السلسلة الحركية.

من خلال تحويل القوى الأرضية غير المرئية إلى بيانات قابلة للتنفيذ، تسمح لك ألواح القوة باستبدال حدس التصميم بالدقة الهندسية.

جدول الملخص:

فئة المقياس	البيانات الملتقطة	بصيرة الميكانيكا الحيوية
القوى ثلاثية الأبعاد	الأحمال الرأسية، والدفع، والجانبية	تقييم إجهاد القص وكفاءة الانتقال
مركز الضغط	الموقع الدقيق لتركيز القوة	تقييم هندسة الحذاء، والثبات، والتوازن
بيانات الزخم	العزوم الرأسية الحرة والزخم الزاوي	حساب القوى الدورانية وأحمال المفاصل الداخلية
حركيات الصدمات	حجم ومعدل الحمل الرأسي	قياس فعالية امتصاص الصدمات والتبطين

ارفع معايير الأحذية الخاصة بك مع 3515

بصفتنا شركة مصنعة كبيرة تخدم الموزعين العالميين وأصحاب العلامات التجارية، تستفيد 3515 من مبادئ الميكانيكا الحيوية المتقدمة لضمان تلبية كل زوج من الأحذية لمعايير أداء صارمة. تغطي قدرات الإنتاج الشاملة لدينا جميع أنواع الأحذية، من سلسلة أحذية السلامة الرائدة لدينا والأحذية التكتيكية إلى معدات الهواء الطلق والأحذية الرياضية والأحذية الرسمية.

سواء كنت بحاجة إلى التحقق من امتصاص الصدمات لحذاء عمل جديد أو ثبات مدرب متخصص، توفر 3515 خبرة التصنيع لجعل تصميماتك عالية الأداء تنبض بالحياة. اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلباتك بالجملة واكتشاف كيف يمكن لتميزنا الفني أن يضيف قيمة لعلامتك التجارية.

المراجع

Takuo Negishi, Naomichi Ogihara. Functional significance of vertical free moment for generation of human bipedal walking. DOI: 10.1038/s41598-023-34153-4

تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .