精密负载传感器是量化鞋底防滑性的基本数据采集机制。它们通过在运动过程中持续测量施加的垂直力和水平力来工作，提供数学上确定可用摩擦系数 (ACOF) 所需的原始数据。
核心要点 通过将传感器集成到垂直和水平运动组件中，测试设备通过剪切力与垂直力之比的精确实时计算得出 ACOF。这使得防滑性从一种主观感受转变为一种可量化的安全指标，对于防止跌倒事故至关重要。
力捕获的力学原理
双矢量集成
为了准确表征摩擦力，测试设备不能只关注单一维度的运动。精密负载传感器直接集成到测试设备的运动组件中。
它们被定位以同时监测两个不同的物理平面。这使得系统能够从不同方向分离作用在鞋底上的力。
测量关键变量
传感器负责捕获两个特定的机械数据集。
首先，它们测量垂直力 ($F_{vertical}$)，代表脚步的向下压力。其次，它们捕获剪切力 ($F_{shear}$)，代表水平摩擦力或滑动力。
动态实时采集
数据采集的时间与测量本身同等重要。
这些传感器不仅仅是拍照，它们是动态地实时收集机械数据。这确保了数据能够反映滑倒或行走过程中发生的实际力。
从原始数据到安全指标
计算比率
传感器提供的原始力数据是关键计算的输入。
设备计算收集到的剪切力与垂直力之间的比率。这个比率是明确的可用摩擦系数 (ACOF)。
建立安全等级
ACOF 是评估鞋类性能的核心参数。
通过将机械力转换为这种标准化的比率，各行业可以客观地确定防滑安全等级。这种量化表征是验证旨在防止跌倒事故的鞋类设计的首要工具。
准确性的关键考虑因素
集成传感的必要性
摩擦测试中的一个常见陷阱是将传感器与运动组件分离。
主要参考资料强调，传感器必须集成到运动组件中。如果没有紧密的集成，力数据的传输可能会滞后或失真，导致 ACOF 计算不准确。
动态与静态的局限性
依赖静态测量可能导致误导性的安全数据。
由于传感器旨在捕获“动态”力，因此它们解决了滑倒发生在运动中的现实情况。在没有这种实时动态力捕获的情况下评估鞋底，未能考虑到跌倒的实际物理学。
将 ACOF 数据应用于安全目标
为了有效地利用精密负载传感器数据来实现安全目标，请使您的方法与您的具体目标保持一致：
- 如果您的主要重点是设备验证：确保您的测试台在垂直和水平平面上集成传感器，以捕获完整的力比。
- 如果您的主要重点是工作场所安全：严格依赖从实时数据得出的定量 ACOF 等级，而不是静态材料特性，来选择防滑鞋类。
客观安全依赖于向下脚步与向外滑动之间精确的实时数学关系。
摘要表：
| 特征 | 在 ACOF 特性分析中的功能 |
|---|---|
| 垂直力传感器 | 测量脚步过程中施加的向下压力 ($F_{vertical}$) 。 |
| 剪切力传感器 | 实时捕获水平摩擦力或滑动力 ($F_{shear}$) 。 |
| 双矢量集成 | 确保从两个物理平面同步数据采集以提高准确性。 |
| 比率计算 | 计算 ACOF ($F_{shear} / F_{vertical}$) 以定义防滑等级。 |
| 动态监测 | 反映运动中的实际力，而不是静态的、误导性的快照。 |
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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
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
