中文会议： 第十一届摩擦学大会论文集

会议日期： 2013-08-06

会议地点： 兰州

主办单位： 中国机械工程学会

作　　者： ; ; ; ;

机构地区： 河南科技大学

出　　处： 《第十一届摩擦学大会》

摘　　要： 　　人体在静止或运动路面上行走时易发生滑摔事故，并对人们造成了巨大的身心伤害和经济损失，是国内外普遍存在的严重社会问题。因此，研究人体行走时的滑摔倾向及滑摔机制具有很大的理论和实际意义。本文主要讲述了采用自制步进摩擦测试分析平台所进行的一些研究成果。通过检测人体行走过程中脚底的受力，计算出行走过程中的摩擦系数；通过对不同年龄组人员进行不同路面及步态条件下的行走试验，分析了个体差异及路面条件对人体行走过程中滑摔倾向的影响；根据人体的行走特点并对其进行合理简化，建立了人体行走过程中重心运动轨迹的物理模型和数学模型，据此分析了人体行走过程中发生滑摔的力学机制；根据滑摔影响因素，提出了预防滑摔的主要措施。研究表明，人体行走过程中，脚底所受三维接触力和摩擦系数呈现出双峰变化特征，峰值分别出现在脚着地阶段和起步阶段。年龄、性别及步速、步长均对滑摔倾向有影响，水平路面行走时，儿童滑摔倾向最大，青年最小；滑摔倾向随步长的增大而增大，随步速增大而减小。坡道行走时，前后向滑摔倾向随坡度角增大而增大，其中儿童滑摔倾向最大，青年和中年组滑摔倾向较小。在路面呈正弦波运动行走时，滑摔倾向随摇摆波幅、波频及人体在波浪中的位置而不同；摇摆幅值越大、频率越高，脚起步时的滑摔倾向越大。滑摔力学机制分析表明，人体行走过程中前进方向的惯性力越大，发生滑摔的可能性越大；安全行走所需摩擦系数的大小取决于脚底压力中心和重心的连线与通过重心的铅垂线之间夹角的大小。

关 键 词： 接触力 摩擦系数 滑摔倾向 滑摔机制 数学模型

领　　域： [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术] [天文地球] [天文地球]