Un capteur de force à six composantes fournit des données précises et multidimensionnelles essentielles à l'analyse des performances des chaussures de sport.
Il fournit spécifiquement les données brutes sur les forces et les moments sur les six axes simultanément pendant le mouvement. Ces informations complètes sont utilisées pour calculer deux métriques critiques : la traction rotationnelle (RT) et le coefficient de traction translationnelle (TTC).
En enregistrant simultanément les forces et les moments dans toutes les directions, ce capteur permet le calcul précis des métriques de traction qui définissent la fine frontière entre une adhérence optimale et une fixation dangereuse du pied.
La mécanique de la mesure
Enregistrement simultané multi-axes
La sortie fondamentale du capteur est une donnée cinétique brute. Monté sur un membre de test mécanique, l'appareil capture l'interaction physique complète entre la chaussure et la surface.
Il enregistre les forces et les moments sur les six axes au même moment. Cette simultanéité est cruciale pour reproduire le stress complexe et multidirectionnel exercé sur une chaussure pendant un jeu réel.
Des données brutes aux métriques exploitables
Les données de force brute seules sont difficiles à interpréter pour l'analyse de la sécurité. La sortie du capteur est donc traitée pour en dériver des coefficients spécifiques.
Ces paramètres calculés permettent aux chercheurs de standardiser les tests d'adhérence. Ils transforment des vecteurs de force abstraits en valeurs comparables en termes de sécurité et de performance.
Métriques calculées critiques
Traction rotationnelle (RT)
La traction rotationnelle est le paramètre principal utilisé pour évaluer la résistance à la torsion. Elle est dérivée des données de moment capturées lors des mouvements de rotation du membre mécanique.
Cette métrique est essentielle pour identifier la fixation du pied. Si la valeur RT est trop élevée, la chaussure adhère trop agressivement au terrain lors d'un pivot, ce qui peut entraîner des blessures au genou ou à la cheville.
Coefficient de traction translationnelle (TTC)
Le coefficient de traction translationnelle mesure l'adhérence linéaire. Il utilise les données de force capturées lors des mouvements linéaires pour quantifier la résistance au glissement de la chaussure.
Ce paramètre est essentiel pour analyser l'accélération et la décélération. Un faible TTC indique une forte probabilité de glissade, ce qui réduit l'efficacité des performances et augmente le risque de chutes.
Interprétation des données : le compromis adhérence vs sécurité
Le danger d'une adhérence "trop forte"
Une idée fausse courante est que des chiffres de traction plus élevés sont toujours meilleurs. Les données du capteur révèlent souvent un compromis dangereux entre performance et sécurité.
Alors qu'une traction translationnelle élevée aide un joueur à sprinter plus vite, une traction rotationnelle élevée peut être dangereuse. Le capteur aide à identifier les zones dangereuses où l'adhérence est suffisamment forte pour immobiliser le pied pendant que la jambe tourne.
Équilibrer les paramètres
Les concepteurs doivent utiliser ces données pour trouver un "juste milieu". L'objectif est de maximiser l'adhérence translationnelle pour la vitesse tout en limitant l'adhérence rotationnelle pour permettre une libération en toute sécurité.
Sans les données granulaires fournies par le capteur à six composantes, il est impossible de distinguer l'adhérence utile (traction) de l'adhérence nuisible (fixation).
Application des données du capteur à la conception des chaussures
En isolant ces paramètres spécifiques, les fabricants et les chercheurs peuvent évaluer objectivement les performances d'une chaussure sous contrainte.
- Si votre objectif principal est la prévention des blessures : Privilégiez la réduction de la traction rotationnelle (RT) pour garantir que la chaussure se détache de la surface avant que le couple n'endommage les ligaments.
- Si votre objectif principal est la vitesse de performance : Maximisez le coefficient de traction translationnelle (TTC) pour éviter la perte d'énergie due au glissement lors de l'accélération.
Une mesure précise est le seul moyen d'équilibrer scientifiquement les exigences concurrentes de l'agilité et de la stabilité.
Tableau récapitulatif :
| Paramètre | Source de mesure | Impact sur la performance | Facteur de risque de blessure |
|---|---|---|---|
| Traction rotationnelle (RT) | Données de moment (torsion) | Efficacité et stabilité du pivot | Des valeurs élevées provoquent une fixation du pied et des blessures aux ligaments croisés/chevilles |
| Traction translationnelle (TTC) | Données de force (linéaire) | Vitesse d'accélération et de décélération | Des valeurs faibles entraînent des glissades et une perte d'efficacité |
| Forces multi-axes | Données cinétiques brutes | Analyse complète du mouvement | Essentiel pour reproduire les contraintes du jeu réel |
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Références
- Bahador Keshvari, Veit Senner. Investigating the effect of outsole configurations on rotational and translational traction using a mechanical prosthetic foot. DOI: 10.1007/s12283-023-00436-2
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .
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