不同地面状态下行走时人体的滑摔机制

利用自制步进摩擦试验机,测试了人体在水平静止路面、上下坡面、水平加速运动路面上行走时脚底接触力、摩擦系数、制动期时间及冲量变化.通过人体受力分析,根据力及力矩平衡原理探讨了人体行走制动期的滑摔机制.研究表明,水平静止路面行走时,制动期脚底所需摩擦系数可用RCOF=tgθ表征,RCOF越大,滑摔风险越高.下坡行走时,身体所需摩擦系数RCOF=tg(θ+α)随下坡角度增大而增大,滑摔风险增加;上坡行走时,RCOF=tg(θ-α)随上坡角度增大而减小,滑摔风险降低.水平加速运动路面上行走时,身体所需摩擦系数RCOF=tgθ随反向加速度的增大而增大,滑摔风险升高;随正向加速度的增大而减小,滑摔风险降低.人体在不同地面状态下行走时,可通过改变身体重心运动方向的惯性力、调整步态制动期及起步期的时间分配以改变摩擦力,满足重心平衡条件,确保身体平衡.