高精度ロードセルは、靴底の滑り抵抗を定量化するための基本的なデータ収集メカニズムとして機能します。。これは、移動中に加えられる垂直力と水平力を継続的に測定することにより機能し、利用可能な摩擦係数（ACOF）を数学的に決定するために必要な生データを供給します。
主なポイント 垂直および水平の動きの両方のコンポーネントにセンサーを統合することにより、テストデバイスはせん断力と垂直力の正確なリアルタイム比率を通じてACOFを導き出します。これにより、滑り抵抗は主観的な感覚から、転倒事故を防ぐために不可欠な定量化可能な安全指標に変わります。
力の捕捉の仕組み
デュアルベクトル統合
摩擦を正確に特性評価するために、テストデバイスは単一の運動次元を見るだけでは不十分です。高精度ロードセルは、テストデバイスの運動コンポーネントに直接統合されています。
これらは、2つの異なる物理平面にかかる力を同時に監視するように配置されています。これにより、システムは靴底にかかる力を異なる方向から分離できます。
主要変数の測定
センサーは、2つの特定の機械的データセットをキャプチャする責任を負います。
まず、ステップの下降圧力を表す垂直力（$F_{vertical}$）を測定します。次に、水平摩擦または滑り力を表すせん断力（$F_{shear}$）をキャプチャします。
動的なリアルタイム収集
データのキャプチャタイミングは、測定自体と同じくらい重要です。
これらのセンサーはスナップショットを撮るだけではありません。動的にリアルタイムで機械データを収集します。これにより、データは滑りやステップの動き中に発生する実際の力を反映します。
生データから安全指標へ
比率の計算
センサーから提供される生の力データは、重要な計算の入力となります。
機器は、収集されたせん断力と垂直力の比率を計算します。この比率が決定的な利用可能な摩擦係数（ACOF）です。
安全評価の確立
ACOFは、履物の性能を評価するためのコアパラメータとして機能します。
機械的な力をこの標準化された比率に変換することにより、業界は滑り止め安全評価を客観的に決定できます。この定量的特性評価は、転倒事故を防ぐことを目的とした靴のデザインを検証するために使用される主要なツールです。
精度のための重要な考慮事項
統合センシングの必要性
摩擦試験における一般的な落とし穴は、センサーを運動コンポーネントから分離することです。
主要な参照では、センサーは運動コンポーネントに統合される必要があると強調しています。緊密な統合がない場合、力データの転送が遅延したり歪んだりする可能性があり、不正確なACOF計算につながります。
動的測定と静的測定の限界
静的測定に依存すると、誤解を招く安全データにつながる可能性があります。
センサーは「動的」な力をキャプチャするように設計されているため、滑りは動きの中で発生するという現実に対処します。このリアルタイムの動的な力キャプチャなしでソールを評価することは、転倒の実際の物理学を考慮していません。
安全目標へのACOFデータの適用
安全のために高精度ロードセルのデータを効果的に活用するには、特定の目標に合わせてアプローチを調整してください。
- 主な焦点が機器の検証である場合：テストリグが垂直および水平の両方の平面にセンサーを統合して、完全な力比をキャプチャしていることを確認してください。
- 主な焦点が職場安全である場合：静的な材料特性ではなく、リアルタイムデータから導き出された定量的なACOF評価に厳密に依存して、滑り止めの履物を選択してください。
客観的な安全性は、下降ステップと外向きのスライドとの間の正確なリアルタイムの数学的関係に依存します。
概要表：
| 特徴 | ACOF特性評価における機能 |
|---|---|
| 垂直力センサー | ステップ中に加えられる下降圧力（$F_{vertical}$）を測定します。 |
| せん断力センサー | 水平摩擦または滑り力（$F_{shear}$）をリアルタイムでキャプチャします。 |
| デュアルベクトル統合 | 精度のため、両方の物理平面からの同期データキャプチャを保証します。 |
| 比率計算 | ACOF（$F_{shear} / F_{vertical}$）を計算して、滑り抵抗評価を定義します。 |
| 動的監視 | 静的な誤解を招くスナップショットではなく、動き中の実際の力を反映します。 |
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参考文献
- Shubham Gupta, Arnab Chanda. Development of a Portable Device for Surface Traction Characterization at the Shoe–Floor Interface. DOI: 10.3390/surfaces5040036
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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