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横倾路面条件下的步进摩擦滑摔机制

摘 要: 人体行走时，当维持安全行走步态的所需的必要摩擦系数大于足底与地面能够提供的有效摩擦系数就会发生滑摔。日常行走会遇到各种路面，现有的研究集中于水平路面和上下坡度路面，而对横倾路面的研究较少。本文采用自制的步进摩擦试验平台，测试了路面横倾时人体行走的摩擦力、足偏角和时空参量，并计算了必要摩擦系数。结果表明：随着横倾角度的增大，人体重力在冠状面的侧向分量增大，导致侧向摩擦系数增大并起到了主要作用，使侧滑风险升高；人体可通过调整身体重心向低侧偏移以减小必要摩擦系数，从而降低滑摔风险；左脚的足偏角减小，右脚的足偏角增加，可通过增加左脚足偏角的方法来减小左膝关节的内旋力矩和增加动态稳定域的方法来防止滑摔；人体行走时的单支撑期时间比减小、双支撑期增大，人体自适应平衡机制缩短了较危险的单支撑期、延长了较安全的双支撑期，可以减缓步速以增加双支撑期时间比来增加步进时的稳定性。

关键词: 摩擦系数；滑摔；横倾路面；足偏角；时空参量