专用抬高鞋充当关键的机械平衡器。它专门设计用于补偿假肢模拟器组件增加的垂直高度，确保用户自然腿侧的长度与假肢侧的长度相匹配。通过抵消这种差异，鞋子保持骨盆的对齐，并防止出现人为的步态偏差。
抬高鞋是实验变量的基本控制手段，而不仅仅是舒适配饰。通过减轻测试硬件引起的腿长差异，它将假肢的性能与用户的代偿性运动分离开来，确保了数据的有效性和受试者的安全。
测试不平衡的根源
模拟器组件厚度
测试踝足假肢通常需要复杂的硬件。模拟器的末端执行器和连接组件不可避免地会增加测试设置的物理厚度。
诱发的腿长差异
增加的硬件在用户肢体之间造成了显著的垂直差异。如果没有干预，装有假肢的腿会比自然腿长，从而产生即时的生物力学不平衡。
保持生物力学完整性
骨盆调平
抬高鞋（穿在自然腿上）的主要作用是恢复对称性。它提供了精确的高度，以在站立和行走过程中保持用户骨盆水平。
消除代偿性运动
当腿长不一时，用户会本能地改变步态以保持稳定。这通常表现为不自然的躯干摇摆或髋部抬高。抬高鞋可防止这些代偿性运动，确保用户尽可能自然地行走。
保护科学严谨性
为了使性能测试有效，数据必须反映假肢的力学性能，而不是用户为保持平衡而进行的挣扎。通过消除高度变量，抬高鞋确保了实验数据的科学严谨性，不受姿势校正伪影的干扰。
理解操作上的权衡
材料密度很重要
并非所有抬高鞋都适用于此应用。鞋子必须由高密度复合材料制成。软材料会在用户体重下压缩，在行走支撑阶段重新引入高度差异并使对齐无效。
安全必需
忽略这种高度差异存在安全隐患。腿长差异过大行走会增加绊倒和摔倒的风险。因此，抬高鞋是强制性的安全约束，而不是可选设备。
确保假肢测试结果的有效性
为了最大化测试设置的效用，您必须将用户对齐放在首位。
- 如果您的主要关注点是受试者安全：确保抬高鞋的高度与假肢模拟器的完全加载高度完全匹配，以防止绊倒危险和关节劳损。
- 如果您的主要关注点是数据完整性：验证抬高鞋材料是否不可压缩，以在整个步态周期中保持一致的骨盆水平。
纠正腿长差异是捕获真实、无噪声生物力学数据的基本步骤。
总结表：
| 特征 | 测试中的作用 | 对数据的影响 |
|---|---|---|
| 垂直平衡 | 使自然腿长与假肢硬件高度匹配。 | 防止人为步态偏差。 |
| 骨盆对齐 | 在运动过程中保持骨盆水平位置。 | 消除髋部抬高和躯干摇摆。 |
| 高密度材料 | 抵抗用户体重下的压缩。 | 确保整个步态周期的高度一致性。 |
| 安全约束 | 降低绊倒和关节劳损的风险。 | 最大程度地降低实验试验期间的受伤风险。 |
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参考文献
- Michael S. Jacobson, Myunghee Kim. Foot contact forces can be used to personalize a wearable robot during human walking. DOI: 10.1038/s41598-022-14776-9
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
