フォースプレートで計測できること

フォースプレートが計測しているものは,直接的には(多くの場合4カ所に配置された)力覚センサが計測する,3方向の力です.その力の総和を床反力(地面反力)と呼びます.
ここから,フォースプレート全体に作用する力のモーメント,さらに,この床反力と力のモーメントから,圧力中心COP:床反力に作用する力分布の重心に相当します)と,フリーモーメントと呼ばれる,フォースプレートの表面に作用する法線方向のモーメントを算出することができます.フリーモーメントは,たとえば,足の裏でフォースプレートを動かすと摩擦が作用するため,その摩擦が作るモーメントです.

フォースプレートでわかること

フォースプレートで,床反力,力のモーメント,COP,フリーモーメントが計測できると述べましたが,これらの物理量から,どのようなことがわかるのか次に考えていきます.


フォースプレート

フォースプレート


 フォースプレート床反力と呼ばれる身体とフォースプレート間の相互作用によって発生する力を計測する装置です.通常,4つの3軸力覚センサを配置し,その上のプレート(通常金属製)で運動することによって発生する力を計測します.この計測から,さらに,COPと呼ばれる圧力中心や,フリーモーメントと呼ばれる,鉛直軸まわりの摩擦によって発生するモーメントも算出することができます.

 このCOPの変動を調べる装置を,重心動揺計と呼ぶことがあります.人がフォースプレートの上に立っている状態は,箒をさかさまにしてバランスしている状態を想像し見てください.そのときの,支えている最下点がCOPに相当します.COPを水平方向にだけ動かし,上の方にある箒の重心をCOPでバランスしている様子をCOPの変動で調べることができ,医療の現場では利用されています.ただし,重心動揺計と言う名称ですが,正確には重心ではなくCOPを測っています.また,重心動揺計の場合,3個の力覚センサを使用することが多く,三角形をした製品が多いようです.