Page 34 - 《摩擦学学报》2020年第4期

444 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

(a) Shoe sloe (b) WEDM floor (c) Riffled plate steel

Fig. 2 Surface morphology of samples
图 2 步进摩擦试样表面形貌

(a) 4 mm (b)
2 mm

4 mm 4 mm

12 mm 2 mm 1 mm 12 mm 4 mm 1 mm

(c) R2 mm (d)
5.3 mm

1 mm
49.44 mm
10 mm 10 mm 6.46 mm

Fig. 3 Surface topography
图 3 地板试样表面形貌

1.3 试验方法 2 结果与讨论
六自由度平台设定的试验坡度为0°、5°、10°、15°、
将高速摄像机捕捉的MARK点运动轨迹导入
20°，行走分为上坡和下坡. 地板试样固定于测力台
Visual 3D专业分析软件模拟出的人体行走姿态可知，
上，加工纹理方向与人体行走方向垂直，表面清洁干
由于人体肢体结构的影响，上坡时的行走姿态与下坡
燥无污物. 鉴于行走姿态因人而异，即使体型相同的
行走有着较大区别，上坡行走时身体重心前倾，位于
人体其步态也不一致，对地面的作用力也会发生变化. 足底压力中心前方，下坡行走时身体重心后仰，位于
本文中为减少试验中的变量，测试人员选用同一人以 足底压力中心后侧，且随着行走坡度的增大差异愈发
保证步态的一致性，试验者身高168 cm，体重70 kg. 试 明显，如图4所示.
验过程中，试验者全身各部位贴好反光MARK点后在 人体行走步态的支撑相中，摩擦系数曲线呈现先
试验坡度下以自然步态行走时一只脚踏过地板试样 增大后减小的两个峰值 ，分别对应行走过程中脚跟
[19]
和足压板，高速摄像机捕捉的MARK点运动轨迹、测 着地时的制动阶段和脚尖离地时的启动阶段. 此两峰
力台测得的足底三维力和足底压力板测得的压力分 值出现时摩擦系数最大，更接近鞋底和地面之间的最
布由数据采集系统同步采集. 每次行走独立采集，每 大摩擦系数，滑摔倾向增大，因此，人体在行走过程中
块地板、每个角度的试验条件重复10次，取平均值. 脚跟着地和脚尖离地的瞬间更容易发生滑摔. Redfern