Spezialisierte Plantardruckschuhe dienen als kritische „Erfassungsterminals“ innerhalb eines mobilen Ganzkörpergewichtsunterstützungs- (MTVBWS) Gehtrainingssystems. Sie nutzen hochauflösende interne Drucksensor-Arrays, um Echtzeitdaten darüber zu sammeln, wie der Fuß des Benutzers während der gesamten Gehbewegung mit dem Boden interagiert.
Kernbotschaft Diese Schuhe fungieren als neurologischer Auslöser für das mechanische Unterstützungssystem. Durch die Erfassung einer präzisen Druckverteilung ermöglichen sie dem System, Gangphasen zu identifizieren und Entlastungsverhältnisse dynamisch umzuschalten, um die exakte Bewegung des Benutzers in Echtzeit anzupassen.
Die Rolle hochpräziser Erfassung
Erfassung granularer Daten
Die Schuhe sind mit hochauflösenden internen Drucksensor-Arrays ausgestattet. Dies sind keine einfachen Schalter; sie bilden die Gewichtsverteilung über die gesamte Fußsohle ab.
Kontinuierliche Echtzeitüberwachung
Die Sensoren arbeiten während des gesamten Gangzyklus kontinuierlich. Sie liefern einen Strom von sofortigem Feedback anstelle von statischen Momentaufnahmen.
Identifizierung wichtiger Gangphasen
<Der Hauptzweck dieser Daten ist die Identifizierung spezifischer Momente im Gangmuster. Das System sucht nach eindeutigen Markern wie Fersenauftritt, Standphase und Schwungphase.
Steuerung der Systemmechanik
Die Verbindung zur Gewichtsunterstützung
Die Identifizierung von Gangphasen dient nicht nur der Beobachtung, sondern ist ein Steuersignal. Das System nutzt diese Phasen, um zu bestimmen, wie viel Gewicht es in jeder Millisekunde unterstützen soll.
Dynamisches Umschalten
Basierend auf den Daten der Schuhe führt das System dynamische Anpassungen der Gewichtsunterstützung durch. Es schaltet die „Entlastungsverhältnisse“ (die Menge des Körpergewichts, die die Maschine anhebt) um, um der aktuellen Phase des Schritts des Benutzers zu entsprechen.
Gewährleistung der Systemgenauigkeit
Die Präzision der mechanischen Unterstützung hängt direkt von den Daten der Schuhe ab. Eine genaue Phasenidentifizierung ist der einzige Weg, wie das System weiß, wann es die Unterstützung aktivieren oder freigeben muss.
Verständnis der Abhängigkeiten
Sensorauflösung ist entscheidend
Da das System auf spezifische Gangmarker reagiert, ist die Auflösung des Sensor-Arrays ein kritischer Faktor. Sensoren mit geringer Auflösung könnten subtile Druckverschiebungen übersehen, was zu einer „verwirrten“ mechanischen Unterstützung führen würde.
Das Risiko von Timing-Fehlern
Die Verbindung zwischen dem Schuh und dem Unterstützungsmechanismus muss augenblicklich sein. Wenn der Schuh einen „Fersenauftritt“ erkennt, das System aber das Umschalten des Entlastungsverhältnisses verzögert, wird die Trainingserfahrung des Benutzers zusammenhanglos und potenziell unwirksam sein.
Bewertung der Systemleistung
Um eine optimale Leistung in einem Gehtrainingssystem zu gewährleisten, konzentrieren Sie sich auf die Fähigkeiten des erfassenden Schuhwerks.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Rehabilitationspräzision liegt: Priorisieren Sie Systeme mit hochauflösenden Sensor-Arrays, die subtile Druckverschiebungen während der Standphase erkennen können.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf einer reibungslosen mechanischen Reaktion liegt: Stellen Sie sicher, dass das System die Schuhdaten sofort verarbeitet, um die Entlastungsverhältnisse ohne wahrnehmbare Verzögerung umzuschalten.
Die Wirksamkeit eines Gewichtsunterstützungssystems wird letztendlich dadurch bestimmt, wie genau seine Schuhe den Boden lesen können.
Zusammenfassungstabelle:
| Merkmal | Funktion im MTVBWS-System | Auswirkung auf das Training |
|---|---|---|
| Sensor-Array | Erfasst hochauflösende Druckdaten | Bildet präzise Gewichtsverteilung ab |
| Erkennung von Gangphasen | Identifiziert Fersenauftritt, Stand und Schwung | Löst das Timing der mechanischen Unterstützung aus |
| Echtzeitüberwachung | Kontinuierlicher Datenstrom | Ermöglicht sofortiges Umschalten der Entlastungsverhältnisse |
| Dynamisches Umschalten | Passt die Gewichtsunterstützungsstufen an | Passt die mechanische Unterstützung an die Bewegung des Benutzers an |
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Referenzen
- Xiaoqian Zhang, Bing Jun Li. A novel Dynamic Body Weight Support overground co-walker enabling variable unloading ratio and Motion Tracking. DOI: 10.3389/fnins.2023.1188776
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .
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