In Sicherheitsschuhe integrierte Drucksensoren-Einlegesohlen fungieren als mobile, hochpräzise Sensorsysteme, die darauf ausgelegt sind, die Bodenreaktionskraft (GRF) zu erfassen und die Plantardruckverteilung in Echtzeit zu überwachen. Durch die Integration von Sensorarrays direkt in das Schuhwerk ermöglichen diese Geräte die kontinuierliche Segmentierung von Gangzyklen – insbesondere die Identifizierung kritischer Momente wie des Fersenauftritts –, während sich ein Arbeiter natürlich durch seine Umgebung bewegt.
Traditionelle biomechanische Labore sind auf feste Geräte angewiesen, die die Gehstrecke eines Probanden einschränken. Drucksensoren-Einlegesohlen beseitigen diese Einschränkung und ermöglichen die Erfassung ergonomischer Daten, die die tatsächlichen physischen Anforderungen von industriellen Produktionswegen widerspiegeln.
Die Mechanik der Messung
Erfassung dynamischer Lasten
Diese Einlegesohlen verwenden integrierte Array-Sensoren, um die Druckverteilung über den Fuß abzubilden. Während sich der Benutzer bewegt, erkennen die Sensoren die sich verschiebende Last in Echtzeit und liefern ein dynamisches Bild davon, wie Kräfte auf den Boden ausgeübt werden.
Segmentierung des Gangzyklus
Eine Hauptfunktion der Einlegesohle ist die Unterteilung von Geh mustern in verschiedene Phasen. Durch die Identifizierung spezifischer Ereignisse, wie des Fersenauftritts, erstellt das System eine strukturierte Zeitleiste der Bewegung des Arbeiters zur Analyse.
Schließen der Lücke zwischen Labor und Realität
Über feste Kraftmessplatten hinaus
Im Labor sind "Kraftmessplatten" am Boden befestigt, wodurch der Proband auf ein bestimmtes Ziel treten muss. Dies führt oft zu künstlichen oder modifizierten Gang mustern.
Ermöglichung uneingeschränkter industrieller Bewertung
Integrierte Einlegesohlen ermöglichen es den Arbeitern, sich frei auf ihren tatsächlichen Produktionswegen zu bewegen. Diese Freiheit gewährleistet, dass die erfassten ergonomischen Bewertungsdaten authentisch und repräsentativ für reale Arbeitsbedingungen sind und keine Simulation darstellen.
Von Rohdaten zu biomechanischen Erkenntnissen
Fütterung von muskuloskelettalen Modellen
Die gesammelten Daten – insbesondere die GRF und die Gangzeitpunkte – dienen als kritische Eingabe für fortschrittliche Computermodelle. Diese Modelle verwenden die Rohsensor daten, um interne physische Belastungen zu berechnen, wie z. B. Gelenkmomente und Druckbelastungen auf den Körper.
Quantifizierung von Verletzungen und Genesung
Über die Standardergonomie hinaus wird diese Technologie verwendet, um Bewegungseinschränkungen, die durch körperliche Verletzungen verursacht werden, objektiv zu messen. Sie hilft Sicherheitsexperten und Klinikern, die Wirksamkeit von Interventionen zu bewerten, wie z. B. rhythmische taktile Hinweise, die zur Verbesserung des Gangs bestimmt sind.
Verständnis der Kompromisse
Datenverarbeitungsanforderungen
Während die Einlegesohlen die notwendigen Rohdaten erfassen, liefern sie nicht von sich aus "Sicherheits"-Bewertungen. Die Daten müssen in muskuloskelettale Modelle eingespeist werden, um aussagekräftige Einblicke in Gelenkbelastungen und Verletzungsrisiken zu gewinnen. Der Wert der Hardware hängt stark von der Qualität der Softwaremodellierung ab, die zur Interpretation der Signale verwendet wird.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um festzustellen, ob diese Technologie Ihren Bewertungsanforderungen entspricht, berücksichtigen Sie Ihre spezifischen Ziele:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf realistischer ergonomischer Bewertung liegt: Wählen Sie integrierte Einlegesohlen, um authentische Daten auf tatsächlichen Produktionswegen zu erfassen, ohne die natürliche Bewegung des Arbeiters zu verändern.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Rehabilitation von Verletzungen liegt: Nutzen Sie die Gangrhythmusverfolgung, um Bewegungseinschränkungen objektiv zu quantifizieren und den Fortschritt physischer Interventionen zu überwachen.
Indem Sie die Messung vom Boden auf den Fuß verlagern, verwandeln Sie die Sicherheitsbewertung von einer statischen Momentaufnahme in eine dynamische, kontinuierliche Bewertung der Gesundheit des Arbeiters.
Zusammenfassende Tabelle:
| Merkmal | Labor-Kraftmessplatten | Integrierte Drucksensoren-Einlegesohlen |
|---|---|---|
| Mobilität | Am Boden befestigt; eingeschränkte Bewegung | Mobil; uneingeschränkte industrielle Wege |
| Datenerfassung | Einzelner Schritt oder bestimmtes Ziel | Kontinuierliche Echtzeit-Ganganalyse |
| Realismus | Künstliche/modifizierte Gang muster | Authentische natürliche Bewegungsdaten |
| Kernmetriken | Bodenreaktionskraft (GRF) | GRF, Plantardruck, Gangphasen |
| Primäre Verwendung | Statische biomechanische Forschung | Dynamische industrielle ergonomische Bewertung |
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Referenzen
- Susanne Niehaus, Sascha Wischniewski. Human-centred design of robotic systems and exoskeletons using digital human models within the research project SOPHIA. DOI: 10.1007/s41449-022-00335-5
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .
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