Sbmのソールに薄いゴム製の摩擦ストリップを追加する目的は何ですか？クリティカルな横方向の安定性を確保する

横方向バランス機構（SBM）のソールに薄いゴム製摩擦ストリップを追加する明確な目的は、足と地面の間の摩擦係数を高く確保することです。この改良により、動作の重要な瞬間にデバイスが横方向に滑るのを防ぎ、機構が意図したとおりに機能することを保証します。

コアの要点：横方向バランス機構は、安定性を維持するために回転力に依存しています。これらのゴム製ストリップによって提供される高い摩擦がない場合、デバイスによって生成されたトルクは、バランスを回復するために必要な地面反力に変換されるのではなく、滑りによって消費されてしまいます。

機構の生体力学

SBMは、足を積極的に回転させることによって機能します。具体的には、内反（足を外側に転がす）と外反（足を内側に転がす）を利用します。

これらの回転運動は受動的なものではありません。特定のトルクを生成するように設計されています。このトルクは、不安定性を相殺し、ユーザーを直立に保つためにシステムが使用する物理的な力です。

機構が機能するためには、足がしっかりと地面についたままでなければなりません。回転中にソールが横方向に滑ると、バランス補正のために意図されたエネルギーが失われます。ゴム製ストリップはアンカーとして機能し、トルクが印加されたときに横方向の滑りが発生しないようにします。

SBMの最終的な目標は、地面反力を生成することです。滑りを防ぐことにより、ゴム製ストリップは、回転トルクが地面に完全に効率的に伝達されることを保証します。この反力は、ユーザーの重心を安定した位置に物理的に押し戻すものです。

ゴム製ストリップは、標準的な硬い表面（コンクリートやタイルなど）で優れたトラクションを提供しますが、その有効性は相手側の表面に依存します。砂利や砂などの緩い地形では、地面自体が滑りを引き起こすため、効果が低い場合があります。

これらのストリップは、すべてのバランス補正中に高いせん断力にさらされるため、摩耗の激しいコンポーネントです。「薄い」ストリップという設計は、重量と高さを最小限に抑えることを示唆していますが、最大の摩擦レベルを維持するために定期的な点検が必要になる可能性が高いです。

横方向バランス機構の効果を最大化するために、以下を検討してください。

安全性と信頼性を最優先する場合：摩耗したストリップや損傷したストリップはバランス回復を直接損なうため、ゴム製ストリップの摩耗を定期的に点検してください。
運用環境を最優先する場合：ゴム製ストリップが必要な摩擦を生成できるように、運用面が硬く乾燥していることを確認してください。

摩擦ストリップは単なる保護具ではなく、機構の回転を人間の安定性に変える機能的な伝達コンポーネントです。

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Evert S. van Hal, Egbert Otten. A Passive Polycentric Mechanism to Improve Active Mediolateral Balance in Prosthetic Walking. DOI: 10.1109/tnsre.2023.3339701

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