鞋类产品产生之初,其最核心的设计目的即保护人的双脚免受外界伤害,鞋的结构造型也由此基本被确定下来。鞋必须包裹和承托人体的足部,与足部相接触的部位设计都应是鞋类舒适性应该考虑的问题。前面已经介绍了测量鞋底或者鞋底与足底之间力学指标的技术方法,下面我们介绍一下点压力测试。
(一)点压力测试定义
点压力测试的定义:以传感器实际测试面积为单位的,任意选取的测量点在鞋类产品帮面的束缚下,产生的压力变化。
足部受到行走的影响,其在鞋内的形态也是时刻变化的,因此,同一部位点在人体行走的不同阶段,其表面的点压力数值是发生变化的,当这个变化的力值超出人体舒适感受的极限,即产生不适感。因此,分析不同的消费者整个足部关键部位点在穿着不同的鞋类产品时这些部位点压力的变化,进而实现部位点压力跟穿着鞋类产品款式、材料之间对应关系的途径,从而可以找到点压力测试对鞋类舒适性的重要影响。
(二)点压力测试设备
到目前为止,国内外涉及点压力测试的技术研究文献极少,表明该项测试技术在鞋类舒适性中的应用还处于起步阶段。点压力测试设备针对足部关键部位点进行帮面束缚力的测试,能够清楚地观察到当帮面材料发生变化时、鞋楦尺寸发生变化时的足部表面受压状况,为评测不同帮面材料和鞋楦对人体足部受力指标变化提供了关键手段,尤其是建立以足部受压为标准的鞋类产品舒适性提供了可能。下面我们介绍美国Tekscan公司的压力分布测量系统。
1.设备组成
美国Tekscan公司的ELF点压力测试设备主要由薄膜式压力传感器、压力接收器、安装光盘以及计算机四部分组成(图6-24)。
2.软件界面
在点压力测试系统中横轴表示点压力发生的时间,纵轴代表点压力实际的大小(图6-25),测试部位点的压力随时间变化曲线,两种颜色代表测试点的数量为两个点。实际针对足部关键部位点的压力测试过程中,往往选取不止一个点作为测试部位,因此在系统中出现不同颜色线条的数目表明测试点的数量。
图6-24 点压力测试设备的组成
图6-25 点压力测试界面
3.系统性能
Flexiforce传感器有非常多的用法。典型的运用就是把检测的压力转化成电压信号输出。校准也必须去做,就是把输出信号和相应的压力的大小对应。根据配置,灵敏度依然可以进行调节。
(1)传感器负载。Flexiforce传感器的整个传感区域被当成一个独立的接触点。因此,负载应均匀分布在传感区域以保证准确和重复的测力数据。如果负载分布改变就会轻微地改变传感器的读数。施加负载的持续性也很重要,并保证每次是同样的方式,同时不要让传感区域外面的部分也支持负载。(www.xing528.com)
如果要测的负载大于传感区域,那么可使用一个圆盘(一般由硬材料构成,其大小小于传感区域),使负载通过圆盘压住传感区域,注意不要压住传感区域的边缘。施加的力应垂直于传感区域的平面,否则会降低传感器的寿命。若非要加这样的力,需要有弹性材料进行保护。如果把传感器放在一个表面,可使用带子或胶水。注意不要把胶水沾在传感区域,如果一定要的话,要保证涂的均匀,否则一些高点会变成负载。
(2)饱和值。饱和值就是输出不再随施加的力而变化的点。每个传感器的饱和值会印在包装盒或传感器上,同灵敏度在一起。饱和值在上面的运用电路中和反馈电阻有关,当降低反馈电阻时可降低灵敏度,但可增大量程,也就是可增大饱和值。注意在测试中不要让外力到达饱和值。
(3)传感器适应使用。在测试或校准前,让传感器适应或适用对取得准确的测量数据是必需的。它可以帮助减少磁滞和飘移。让传感器适应使用,可采用110%的力加在传感器上,让传感器稳定,再移动负载。重复这个过程四至五次。传感器和测试材料的接触面须保持和测试和校准时一致。
(三)点压力测试步骤
点压力测试采用的系统包括:数据采集器,压力传感器,用于数据采集和分析的计算机及软件。
操作步骤:选取足部关注点,即要测量的那些部位的点压力;安置传感器,放置标准为放平、不打折为标准,尽量降低对人体穿着舒适性的影响;连接数据采集器;开展测试。
受到整个装备技术水平影响,到目前为止,点压力测试技术主要有两种类型:有线连接型和蓝牙无线连接型。相比较有线连接的测试方法,无线连接能够达到最优化的测试目的,即整个测试过程不会对测试者运动状态进行任何干扰,所以建议在测试过程中尽量选择通过蓝牙无线数据传输的方式进行。
(四)点压力测试一般关系的足部特征点
针对鞋类舒适性测试,一般测试状态有:悬空(即人脚穿上鞋子将脚放置悬空状态,这时脚和鞋之间处在没有受到身体重量的情况之下,方便对脚的局部点作用力效果)、站立(测试在静止的站立状态整个帮面对脚的作用力效果)、提踵(测试踮脚状态下,不同鞋类产品在此刻整个脚面关键部位点的压力变化)、在跑步机或者原地模拟步行(测试穿着鞋类产品行走时整个脚面受到帮面的压力变化)等。
选取的足部关键点一般包括以下四个方面:第一跖骨外侧;第五跖骨外侧;舟骨点;其他根据研究需要选取的骨性标志点。
如图6-26所示,为足部部位点识别图,根据需要选取关键部位点。
图6-26 足部部位点识别图
1—趾骨部分 2—跖骨部分 3—跗骨部分
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