Les plaques de force intégrées servent d'outils fondamentaux de capture de données pour évaluer les risques de glissade sur les surfaces inclinées. Elles fonctionnent en enregistrant en temps réel les forces de réaction du sol tridimensionnelles (GRF) pendant la phase d'appui de la marche, en isolant spécifiquement les forces de cisaillement verticales et antéro-postérieures pour quantifier les exigences physiques imposées à la surface de marche.
La principale valeur des plaques de force intégrées réside dans leur capacité à fournir les mesures cinétiques nécessaires au calcul du coefficient de friction requis (RCOF). Cette métrique définit la quantité précise de friction dont une personne a besoin pour rester stable, permettant aux chercheurs d'évaluer directement la probabilité de glissade.
Capture des données cinétiques nécessaires
Pour comprendre le risque de glissade, il faut d'abord quantifier la manière dont une personne interagit avec le sol. Les plaques de force intégrées fournissent les données granulaires requises pour cette analyse.
Mesure 3D en temps réel
Les plaques de force ne se contentent pas de détecter le poids ; elles collectent les forces de réaction du sol tridimensionnelles (GRF) en temps réel.
Cela permet d'obtenir une image complète des forces en jeu, plutôt qu'un instantané statique.
Isolation des forces de cisaillement et verticales
Pour l'analyse des glissades, deux composantes de force spécifiques sont critiques : la force verticale (pression vers le bas) et la force de cisaillement antéro-postérieure (poussée/freinage horizontal).
Le rapport entre ces deux forces spécifiques constitue la base mathématique de la prédiction d'une glissade.
Analyse de la phase d'appui
La collecte de données se concentre sur la phase d'appui de la marche, c'est-à-dire le moment précis où le pied est en contact avec le sol.
C'est la seule fenêtre temporelle où la friction est pertinente pour la stabilité, ce qui en fait le point focal de toutes les mesures cinétiques.
Des données brutes à l'analyse des risques
Les données brutes de force seules n'indiquent pas la sécurité. Les données doivent être traduites en une métrique exploitable pour évaluer l'interaction entre la semelle extérieure et la rampe.
Calcul du coefficient de friction requis (RCOF)
Les mesures cinétiques des plaques de force sont les principales entrées utilisées pour calculer le coefficient de friction requis (RCOF).
Le RCOF représente la friction minimale nécessaire pour supporter le mouvement du marcheur sans que son pied ne glisse.
Évaluation de la probabilité de glissade
En analysant le RCOF, les chercheurs peuvent évaluer les forces d'interaction entre la semelle extérieure de la chaussure et la surface de marche.
Si le RCOF dépasse la friction disponible du sol, la probabilité de glissade augmente considérablement.
Comprendre les contraintes analytiques
Bien que les plaques de force intégrées soient précises, il est important de comprendre ce qu'elles mesurent et ce qu'elles ne mesurent pas pour interpréter correctement les données.
Mesure de la demande, pas de l'offre
Les plaques de force mesurent la demande que le marcheur impose au sol (la quantité de friction dont il a besoin).
Elles ne mesurent pas la friction disponible du matériau du sol lui-même ; elles identifient simplement si le mouvement du marcheur nécessite plus de friction que ce qui pourrait être sûr.
Faire le bon choix pour votre objectif
Comprendre le rôle des plaques de force vous permet d'appliquer les données efficacement en fonction de vos objectifs spécifiques.
- Si votre objectif principal est la recherche biomécanique : Utilisez les plaques de force pour analyser les forces de cisaillement antéro-postérieures afin de comprendre comment la démarche change sur différents angles d'inclinaison.
- Si votre objectif principal est l'évaluation de la sécurité : Concentrez-vous sur le coefficient de friction requis (RCOF) dérivé des plaques pour déterminer si un angle de rampe spécifique présente une forte probabilité de glissade pour des chaussures standard.
En isolant les forces d'interaction spécifiques pendant la phase d'appui, les plaques de force intégrées transforment les observations subjectives en évaluations de risques objectives et quantifiables.
Tableau récapitulatif :
| Métrique clé | Données fournies par la plaque de force | Importance dans l'analyse des glissades |
|---|---|---|
| Force verticale | Pression vers le bas pendant l'appui | Établit la ligne de base de la force normale pour le calcul de la friction |
| Force de cisaillement | Forces de poussée/freinage horizontales | Identifie la demande physique imposée à la surface du sol |
| RCOF | Rapport de la force de cisaillement à la force verticale | La friction minimale requise pour empêcher une personne de glisser |
| Phase d'appui | Données cinétiques 3D en temps réel | Capture les forces d'interaction critiques au moment du contact |
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Références
- Amitava Halder, Chuansi Gao. Gait Biomechanics While Walking Down an Incline After Exhaustion. DOI: 10.1007/s10694-023-01402-x
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .
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