통합 힘판은 생체 역학 분석에서 주요 운동학 센서 역할을 합니다. 피험자가 계단에 접촉할 때 실시간 3차원 지면 반력(GRF)과 모멘트를 캡처합니다. 이 원시 운동학 데이터는 내부 관절 부하를 계산하고 기능성 신발의 특정 기계적 이점을 정량화하는 절대적인 기초가 됩니다.
통합 힘판의 핵심 가치는 생체 역학 모델링에 필요한 "경계 조건"을 제공하는 데 있습니다. 이 정확한 운동학 데이터 없이는 내부 무릎 스트레스를 정확하게 계산하거나 미드솔 소재의 충격 흡수 주장을 검증하는 것이 불가능합니다.
운동학 캡처의 역학
실시간 힘 획득
통합 힘판은 계단 이동과 같은 동적 움직임 중 고주파 데이터 수집을 위해 설계되었습니다.
피험자가 계단에 가하는 힘의 크기와 방향을 캡처합니다.
3차원 측정
단순한 수직 무게 이상의 것을 측정하며, 이 플레이트는 3차원(X, Y, Z축)에 걸쳐 충격력과 모멘트를 측정합니다.
이 포괄적인 데이터 세트는 계단 간 전환 중에 발생하는 복잡한 안정화 힘을 이해하는 데 필요합니다.
외부 힘에서 내부 부하로
경계 조건 설정
플레이트에서 수집된 기계적 매개변수는 수학적 모델링에 대한 중요한 경계 조건 역할을 합니다.
연구원들은 이 데이터를 사용하여 외부 측정값을 기반으로 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 계산하는 역동 역학을 수행합니다.
관절 모멘트 및 근육 힘 계산
지면 반력이 캡처되면 기술 인력이 근육의 수축력과 관절 주위의 모멘트를 계산할 수 있습니다.
이것은 계단 오르내리기 동안 내부 무릎 관절 부하의 정확한 추정치를 도출하는 유일한 기술적 방법입니다.
장비 및 신발 평가
충격 흡수 정량화
힘판을 통해 연구원들은 무릎 슬리브 또는 신발 미드솔과 같은 특정 소재의 물리적 성능을 분리할 수 있습니다.
지면 반력의 최대값과 하중 속도를 분석함으로써 분석가는 제품이 충격을 얼마나 잘 완충하는지 객관적으로 측정할 수 있습니다.
에너지 변환 분석
상세한 운동학 분석은 미드솔 소재가 보행 과정에서 에너지를 어떻게 처리하는지 보여줍니다.
이 데이터는 소재가 충격을 흡수하는 능력과 사용자에게 에너지를 반환하는 능력을 강조합니다.
분석 제약 조건 이해
외부 측정 vs. 내부 계산
힘판은 외부 힘만 측정한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다.
무릎 내부의 스트레스를 직접 측정하는 것이 아니라, 수학적으로 스트레스를 계산하는 데 필요한 데이터를 제공합니다.
통합의 필요성
이러한 유형의 평가에서 힘판의 데이터는 거의 단독으로 사용되지 않습니다.
신발이 관절 역학에 미치는 영향을 완전히 파악하려면 운동학(모션) 데이터와 동기화되어야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
평가에서 통합 힘판의 유용성을 극대화하려면 특정 목표에 맞게 분석을 조정하십시오.
- 주요 초점이 임상 효능인 경우: 무릎 슬리브가 관절 스트레스를 효과적으로 줄이는지 확인하기 위해 내부 무릎 관절 부하 계산을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 신발 개발인 경우: 지면 반력 분석에 집중하여 새로운 미드솔 소재의 충격 흡수 및 에너지 변환 특성을 평가하십시오.
정확한 운동학 데이터는 제품이 작동한다고 추측하는 것과 수학적으로 증명하는 것의 차이입니다.
요약 표:
| 기능 | 기술적 기능 | 신발 분석에 대한 이점 |
|---|---|---|
| 3D GRF 캡처 | X, Y, Z축 지면 반력 측정 | 다방향 안정화 정량화 |
| 역동 역학 | 모델링을 위한 경계 조건 역할 | 내부 무릎 스트레스 및 관절 모멘트 계산 |
| 운동학 획득 | 고주파 실시간 데이터 수집 | 충격 흡수 테스트를 위한 충격 피크 캡처 |
| 에너지 분석 | 하중 속도 및 힘 피크 모니터링 | 미드솔 쿠셔닝 vs. 에너지 반환 평가 |
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