Der vertikale Kraftschwellenwert von 40 N fungiert als definitive Logikgatter zur Identifizierung der aktiven Phasen eines Gangzyklus. Er dient als standardisierter Grenzwert, der es der Analysesoftware ermöglicht, die genauen Zeitpunkte von Fersenauftritt und Zehenabdruck präzise zu bestimmen, was für die Berechnung genauer Schritt- und Standphasendauern entscheidend ist.
Durch die Festlegung einer Mindestkraftanforderung stellen Forscher sicher, dass geringfügiges Sensorrauschen oder versehentliche Kontakte nicht mit tatsächlichen Schritten verwechselt werden. Dieser Schwellenwert schafft einen sauberen, einheitlichen Standard, der Daten über verschiedene Probanden und Testfrequenzen hinweg vergleichbar macht.
Definition der Grenzen menschlicher Bewegung
Eingrenzung kritischer Ereignisse
Um den Gang effektiv zu analysieren, müssen Sie genau wissen, wann ein Schritt beginnt und endet. Der 40-N-Schwellenwert dient als spezifischer Auslöser für diese Ereignisse.
Wenn die vertikale Kraft 40 Newton überschreitet, registriert das System einen Fersenauftritt. Umgekehrt, wenn die Kraft unter diesen Wert fällt, registriert es einen Zehenabdruck.
Automatisierung der Parameterberechnung
Sobald diese Ein- und Austrittspunkte definiert sind, können Algorithmen die Daten automatisch verarbeiten.
Dies ermöglicht die sofortige und konsistente Berechnung von räumlich-zeitlichen Parametern. Insbesondere ermöglicht es die Messung der Schrittdauer, der Standphasendauer und der Schwungphasendauer ohne manuelles Eingreifen.
Gewährleistung von Datenintegrität und Konsistenz
Filterung von Störlasten
Rohe biomechanische Daten sind selten perfekt sauber. Sensoren können „geringe Störlasten“ erfassen – Kräfte auf niedrigem Niveau, die durch Sensorabweichungen, Vibrationen oder ein Streifen des Fußes über die Oberfläche ohne Gewichtsbelastung verursacht werden.
Der 40-N-Schwellenwert fungiert als Rauschfilter. Er verhindert, dass diese Nicht-Schritt-Ereignisse die Segmentierung des Gangzyklus stören, und stellt sicher, dass nur echte lasttragende Schritte analysiert werden.
Standardisierung über Stichproben hinweg
Damit Daten nützlich sind, müssen sie vergleichbar sein. Wenn ein Durchgang einen Schwellenwert von 10 N und ein anderer 50 N verwendet, unterscheiden sich die Standphasendauern künstlich.
Die Verwendung eines standardisierten 40-N-Kriteriums gewährleistet einen rigorosen Datenvergleich. Es garantiert, dass die Definition eines „Schritts“ über verschiedene Probandenstichproben und unterschiedliche Datenerfassungshäufigkeiten hinweg konstant bleibt.
Verständnis der Kompromisse
Empfindlichkeit vs. Stabilität
Obwohl ein Schwellenwert für die Automatisierung notwendig ist, ignoriert er inhärent Kräfte unterhalb des festgelegten Grenzwerts.
Die Hauptfunktion des 40-N-Niveaus ist die Stabilität. Es priorisiert die Eliminierung von falsch positiven Ergebnissen (Rauschen) gegenüber der Erfassung der absolut frühesten Millisekunde des Hautkontakts.
Die Notwendigkeit von Rigorosität
Ohne diesen Schwellenwert wird die Segmentierung des Gangzyklus anfällig für Artefakte.
Die Verlass auf Rohdaten ohne Kraftabschaltung würde wahrscheinlich zu erratischen Berechnungen der Schwung- und Standphasen führen, wodurch die Analyse von Kadenzwirkungen unzuverlässig wird.
Die richtige Wahl für Ihre Analyse treffen
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf automatisierter Verarbeitung liegt: Verlassen Sie sich auf den 40-N-Schwellenwert, um Algorithmusfehler zu vermeiden, die durch Signalrauschen und Störlasten verursacht werden.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf vergleichender Analyse liegt: Stellen Sie sicher, dass der 40-N-Schwellenwert einheitlich über alle Datensätze angewendet wird, um die Gültigkeit Ihrer räumlich-zeitlichen Vergleiche zu erhalten.
Ein präziser Schwellenwert wandelt rohe, verrauschte Signale in eine strukturierte und zuverlässige Zeitachse menschlicher Bewegung um.
Zusammenfassungstabelle:
| Merkmal | Funktion des 40-N-Schwellenwerts |
|---|---|
| Hauptrolle | Fungiert als Logikgatter für die Identifizierung von Fersenauftritt und Zehenabdruck |
| Datenqualität | Filtert Sensorrauschen und geringe Störlasten |
| Automatisierung | Ermöglicht die automatische Berechnung der Schritt- und Standphasendauer |
| Konsistenz | Standardisiert Ergebnisse über verschiedene Probanden und Frequenzen hinweg |
| Wichtigstes Ergebnis | Gewährleistet rigorose, vergleichbare räumlich-zeitliche Parameter |
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Referenzen
- Toshiki Kobayashi, Hiroaki Hobara. Effects of step frequency during running on the magnitude and symmetry of ground reaction forces in individuals with a transfemoral amputation. DOI: 10.1186/s12984-022-01012-8
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .