ما هي المؤشرات الحركية التي توفرها ألواح القوة لأبحاث الأحذية؟ المقاييس الرئيسية لبناء قاعدة بيانات المشي

توفر ألواح القوة بشكل أساسي بيانات عن قوى رد الفعل الأرضي (GRF) والعزوم ومعلمات مركز الضغط (COP). تلتقط هذه المؤشرات الحركية قياسات عالية التردد - عادةً عند 1000 هرتز - لقياس كيفية تأثير تصميمات الأحذية المحددة على توزيع الحمل واستهلاك الطاقة والاستقرار الوضعي أثناء الحركة.

في حين أن المخرجات الخام للوحة القوة تتكون من القوى والعزوم، فإن القيمة الحقيقية لأبحاث الأحذية تكمن في دمج هذه البيانات مع علم الحركة لحساب قوة المفصل واستخدام مقاييس مركز الضغط لقياس التوازن والاستقرار بشكل موضوعي.

تحليل ديناميكيات الحركة

قوى رد الفعل الأرضي (GRF) والعزوم

المخرج الأساسي للوحة القوة هو GRF، الذي يقيس القوة التي يمارسها الأرض على القدم.

في الوقت نفسه، تسجل الألواح العزوم المرتبطة (عزم الدوران) المتولدة أثناء التلامس.

تسمح هذه التسجيلات عالية التردد (1000 هرتز) للباحثين بالكشف عن الاختلافات الدقيقة في التأثير والدفع التي قد تسببها ملفات تعريف مختلفة لتوسيد الأحذية أو صلابتها.

عزوم وقوة المفصل

عند مزامنة بيانات GRF مع بيانات علم الحركة (التقاط الحركة)، يمكن للباحثين حساب مؤشرات حركية أعلى مستوى.

على وجه التحديد، يسمح هذا المزيج باشتقاق عزوم المفصل وقوة المفصل.

هذه المقاييس حاسمة لتحليل استهلاك الطاقة لدورة المشي وفهم كيفية توزيع الحذاء للحمل عبر الكاحل والركبة والورك أثناء المشي أو الجري أو القرفصاء.

تقييم الاستقرار والتوازن

مسارات مركز الضغط (COP)

بالإضافة إلى قوى التأثير، تتتبع ألواح القوة ثلاثية الأبعاد المدمجة مع برامج التوازن مسار تأرجح مركز الضغط (COP).

يرسم هذا المؤشر النقطة المتغيرة لتطبيق القوة على باطن القدم أثناء وقوف الشخص أو تحركه.

يساعد تحليل مسار COP في تحديد كيفية مساعدة ميزات الأحذية، مثل دعامات الكعب أو دعم القوس، أو إعاقة مرتديها في الحفاظ على التوازن.

مقاييس التأرجح الكمية

لتحويل الاستقرار إلى بيانات قابلة للتنفيذ، توفر ألواح القوة مؤشرات كمية محددة فيما يتعلق بالتأرجح الوضعي.

تشمل المقاييس الرئيسية إجمالي طول مسار التأرجح، وإجمالي مساحة التأرجح، وسرعة التأرجح.

تنقسم سرعة التأرجح بشكل أكبر إلى اتجاهات جانبية (M-L) وأمامية خلفية (A-P)، مما يوفر طريقة علمية لتقييم الاستقرار الوضعي في ظل ظروف مختلفة، مثل اختبارات العين المفتوحة مقابل العين المغلقة.

فهم المفاضلات

ضرورة علم الحركة

لا يمكن لألواح القوة وحدها تقديم صورة كاملة لميكانيكا المفصل.

لحساب عزوم المفصل وقوته، يجب دمج بيانات القوة مع بيانات علم الحركة (موضع وسرعة أجزاء الجسم).

بدون هذا التكامل، تقتصر البيانات على قوى الاتصال الخارجية بدلاً من تحميل المفصل الداخلي.

القيود البيئية

عادةً ما تكون ألواح القوة مدمجة في مسارات مشي ثابتة أو أرضيات مختبر.

يوفر هذا الإعداد دقة عالية ولكنه يحد من القدرة على تحليل المشي في تضاريس طبيعية في العالم الحقيقي.

يلتقط البحث الذي يعتمد فقط على ألواح القوة خطوات "مستهدفة"، والتي قد تختلف قليلاً عن نمط مشي الشخص الطبيعي تمامًا وغير المراقب.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

عند بناء قاعدة بيانات للمشي لأبحاث الأحذية، اختر مؤشراتك بناءً على سمة الأداء المحددة التي تختبرها.

إذا كان تركيزك الأساسي هو استعادة الطاقة والكفاءة: أعط الأولوية لقوى رد الفعل الأرضي، وعزوم المفصل، والقوة لتحليل الدفع واستهلاك الطاقة.
إذا كان تركيزك الأساسي هو السلامة والدعم: أعط الأولوية لمسار تأرجح COP، وسرعة التأرجح (M-L/A-P)، ومساحة التأرجح لقياس الاستقرار الوضعي والتحكم في التوازن.

من خلال التمييز بين مقاييس الحمل الديناميكية ومقاييس الاستقرار الثابتة، يمكنك عزل التأثير الميكانيكي الدقيق لتصميم حذائك.

جدول ملخص:

المؤشر الحركي	المقاييس الرئيسية المقاسة	تطبيق أبحاث الأحذية
قوى رد الفعل الأرضي (GRF)	ذروات التأثير، قوة الدفع، عزم الدوران	تقييم ملفات تعريف التوسيد واستعادة الطاقة
مركز الضغط (COP)	مسار التأرجح، طول المسار، مساحة التأرجح	تقييم التوازن، دعم القوس، واستقرار الكعب
سرعة التأرجح	جانبي (M-L) وأمامي خلفي (A-P)	قياس التحكم الوضعي ومقاومة الانزلاق
عزوم وقوة المفصل	استهلاك الطاقة، تحميل الكاحل/الركبة/الورك	تحليل الكفاءة الميكانيكية الحيوية وتوزيع الحمل

عزز أداء أحذيتك مع 3515

بصفتنا شركة تصنيع رائدة واسعة النطاق تخدم الموزعين العالميين وأصحاب العلامات التجارية، تستفيد 3515 من رؤى ميكانيكية حيوية متقدمة لتقديم حلول أحذية فائقة. تغطي قدرات الإنتاج الشاملة لدينا كل شيء بدءًا من الأحذية السلامة والأحذية التكتيكية الرائدة لدينا إلى الأحذية الخارجية عالية الأداء، وأحذية التدريب الرياضية، والأحذية الرسمية.

من خلال فهم التأثير الحركي للتصميم على المشي والاستقرار، نساعدك على طرح منتجات مدعومة علميًا في السوق تتفوق في السلامة والراحة والكفاءة. شراكة معنا لتلبية احتياجات التصنيع بالجملة الخاصة بك بدقة وخبرة.

هل أنت مستعد لتوسيع نطاق خط أحذيتك؟ اتصل بنا اليوم لمناقشة مشروعك!

المراجع

Gautier Grouvel, Stéphane Armand. A dataset of asymptomatic human gait and movements obtained from markers, IMUs, insoles and force plates. DOI: 10.1038/s41597-023-02077-3

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

القائمة