لماذا تُستخدم أجهزة الاستشعار اللاسلكية المصغرة بالقصور الذاتي لتقييم المشي؟ اختبار دقيق للأحذية ذات الأحمال الثقيلة

تُستخدم أجهزة الاستشعار اللاسلكية المصغرة بالقصور الذاتي للتحقق بشكل موضوعي من أداء الأحذية من خلال التقاط بيانات ميكانيكية حيوية عالية الدقة دون تقييد حركة مرتديها الطبيعية.

بالنسبة للمصنعين الذين يصممون للمستخدمين ذوي الأحمال الثقيلة، توفر هذه المستشعرات الأدلة الحاسمة اللازمة لمقارنة كيفية دعم هياكل الأحذية المختلفة لسرعة المشي، والاستقرار، وتنسيق المفاصل في الظروف الواقعية.

الخلاصة الأساسية يتطلب التصميم لكتلة جسم أعلى الانتقال من الراحة الثابتة إلى الدعم الديناميكي. تتيح مستشعرات القصور الذاتي اللاسلكية للمصنعين اختبار ما إذا كان الحذاء الوظيفي يحسن بالفعل جودة المشي واستقرار مركز الثقل بشكل كمي، بدلاً من الاعتماد فقط على ردود فعل المستخدم الذاتية.

آلية القياس

تكنولوجيا الاستشعار المتكاملة

تعمل هذه المستشعرات كوحدات قياس بالقصور الذاتي (IMUs) شاملة. إنها تدمج مُسرّعات ثلاثية المحاور، وجيروسكوبات، ومغناطيسيات في جهاز واحد مدمج.

التقاط البيانات بتردد عالٍ

من خلال التسجيل بترددات عالية، تلتقط المستشعرات متجهات الحركة المعقدة التي تفوتها الملاحظة البشرية. يتيح ذلك استخراج معلمات دقيقة زمانية ومكانية، مثل طول الخطوة، وسرعة المشي، والإيقاع.

حركة طبيعية غير مقيدة

نظرًا لأن المستشعرات مصغرة ولاسلكية، فإنها تلغي الحاجة إلى معدات المختبر المتصلة. يضمن ذلك أن تعكس البيانات نمط المشي الطبيعي للمستخدم، بدلاً من "مشية المختبر" المعدلة بسبب الأسلاك المقيدة.

وضع المستشعرات الاستراتيجي

تحليل مركز الثقل (L4-L5)

يسلط المرجع الأساسي الضوء على تثبيت المستشعرات في المنطقة القطنية العجزية (موضع L4-L5). هذا الوضع المحدد بالغ الأهمية لتتبع متجهات حركة مركز ثقل الجسم.

حركية المفاصل (الكاحل والركبة)

تتضمن التطبيقات التكميلية تتبع الأطراف لمراقبة ميكانيكا المفاصل. يشمل ذلك قياس مدى الحركة (RoM) في المستوى السهمي والسرعة الزاوية لمفصل الكاحل.

تقييم التنسيق

من خلال الجمع بين نقاط البيانات، يمكن للمصنعين ملاحظة التنسيق عبر الورك والركبة والكاحل. هذا المنظور الشامل بمثابة مؤشر ميكانيكي حيوي أساسي لجودة المشي الإجمالية.

تطبيق للمستخدمين ذوي الأحمال الثقيلة

التحقق من الدعم المتخصص

تتطلب الفئات السكانية ذات كتلة الجسم الأعلى أحذية توفر دعمًا وظيفيًا متخصصًا. يستخدم المصنعون هذه المستشعرات لمقارنة أداء نماذج الأحذية الوظيفية المختلفة مباشرة.

بيانات الدعم الحركي

توفر المستشعرات الدعم الحركي اللازم لإثبات أن التصميم يعمل. إذا قلل تصميم حذاء معين من عدم استقرار المشي أو حسن الإيقاع لمستخدم ذي حمل ثقيل، فإن بيانات المستشعر توفر الدليل الموضوعي.

فهم المفاضلات

الحركية مقابل توزيع الضغط

بينما تكون مستشعرات القصور الذاتي ممتازة لتتبع الحركة (الحركية)، إلا أنها لا تقيس الضغط (الحركية) مباشرة داخل الحذاء.

دور التكنولوجيا التكميلية

لقياس كيفية توزيع القوة عبر القدم على وجه التحديد، يجب على المصنعين الاعتماد على تقنيات مختلفة، مثل الخيوط الموصلة المذكورة في المواد التكميلية. تخبرك مستشعرات القصور الذاتي كيف يتحرك الجسم؛ تخبرك المستشعرات اللمسية أين يتم تطبيق الضغط.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

للاستفادة من هذه التكنولوجيا بفعالية في تصنيع الأحذية، قم بمواءمة بيانات المستشعر مع أهداف التصميم المحددة الخاصة بك:

إذا كان تركيزك الأساسي هو الاستقرار الأساسي: أعط الأولوية للبيانات من المستشعرات الموضوعة في موضع L4-L5 لتتبع متجهات مركز الثقل.
إذا كان تركيزك الأساسي هو تأثير المفاصل: ركز على سرعة دوران الكاحل ومدى الحركة (RoM) لضمان أن الحذاء يسهل الميكانيكا الصحيحة.
إذا كان تركيزك الأساسي هو الراحة والملاءمة: قم بتكملة بيانات القصور الذاتي بمصفوفات استشعار لمسية (خيوط موصلة) لرسم خريطة توزيع الضغط مقابل منحنيات القدم.

من خلال عزل الاستجابة الميكانيكية للجسم، تحول مستشعرات القصور الذاتي تصميم الأحذية من فن إلى علم قابل للقياس.

جدول ملخص:

فئة المقياس	مكون المستشعر	مخرجات البيانات	فائدة التصنيع
زماني مكاني	مُسرّع	طول الخطوة، سرعة المشي، الإيقاع	التحقق من كفاءة تصميم النعل
الاستقرار	وضع IMU عند L4-L5	متجهات مركز الثقل	إثبات الدعم لكتلة الجسم العالية
الحركية	جيروسكوب	السرعة الزاوية ومدى الحركة السهمي (RoM)	تحسين حماية المفاصل ونقاط المرونة
التنسيق	مغناطيس	متجهات حركة متعددة المفاصل	ضمان محاذاة ميكانيكية حيوية شاملة

اشترك مع 3515 لتميز الأحذية المدفوع بالبيانات

بصفتنا شركة تصنيع رائدة على نطاق واسع تخدم الموزعين وأصحاب العلامات التجارية، تدمج 3515 رؤى ميكانيكية حيوية متقدمة في كل مرحلة من مراحل الإنتاج. نحن نقدم قدرات تصنيع شاملة لجميع أنواع الأحذية - من أحذية السلامة الرائدة لدينا والأحذية التكتيكية إلى أحذية التدريب عالية الأداء ومجموعات الأحذية الرسمية والكاجوال.

سواء كنت تقوم بتطوير أحذية متخصصة للمستخدمين ذوي الأحمال الثقيلة أو تتطلع إلى توسيع خط أداء علامتك التجارية، فإننا نقدم الخبرة الفنية وقدرة الإنتاج بالجملة لتلبية متطلباتك. اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلبات مشروعك وشاهد كيف يمكن لحلول الأحذية لدينا دفع نجاح علامتك التجارية.

المراجع

Verônica Cimolin, Paolo Capodaglio. A Comparative Analysis of Shoes Designed for Subjects with Obesity Using a Single Inertial Sensor: Preliminary Results. DOI: 10.3390/s22030782

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