專利名稱:快速省力的競賽旅游鞋的制作方法
本實(shí)用新型是一種競賽或旅游用的鞋以往的競賽、旅游鞋、長時(shí)間穿著行進(jìn)后，首先最感疲勞的就是腳趾和前掌。究其原因是因跨步時(shí)，一方面腳趾反復(fù)不斷地折曲，另一方面在整個(gè)跨步過程中，壓力始終集中在前掌上。
然而，對競賽和旅游用的鞋來說，其主要目的是省力和快速，使得競賽時(shí)能提高成績，旅游時(shí)能輕松舒適，并非藉機(jī)來鍛煉腳趾和前掌。為此，本實(shí)用新型提供了一種新型競賽或旅游用的鞋。下面將本發(fā)明鞋(圖1)和普通鞋(圖2)作一對比。
圖1顯示出本實(shí)用新型的鞋1。其主要特征是鞋底2的前部向前上方彎曲成一個(gè)適合滾動的曲面3，并且，為了保證此曲面(即整個(gè)鞋)在重壓下不變形，而在鞋底內(nèi)加有使該曲面形狀固定不變的剛性襯殼4。另外，圖中的C是一條橫貫鞋底的線，它是鞋底開始向前上方彎曲成滾動曲面3的離地線(為方便，以后也叫C點(diǎn))。5為與襯殼4成一整體，加強(qiáng)襯殼4的加強(qiáng)筋，6為彈性鞋墊，7是鞋面。
由于鞋底是一種可以向前滾動的不變形曲面，所以在跨步時(shí)，腳趾不需折曲，同時(shí)壓力始終均勻分布在整個(gè)腳底上，從而消除了反復(fù)折曲的疲勞，避免壓力集中在前掌上，增進(jìn)了輕松舒適感。
除此以外，由于本鞋的離地線C比普通鞋的趾尖O遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏后，因而在向前跨步時(shí)，人體重心越過C線比超過趾尖O更容易，因而形成比穿普通鞋更強(qiáng)、更明顯的前沖力。這無疑會給運(yùn)動競賽帶來省力和加快步頻的好處。同時(shí)，由試驗(yàn)得知，以a點(diǎn)為分界線，c線越偏前，越穩(wěn)定而不易前傾；C線越偏后，則前沖性愈強(qiáng)。C線位置依據(jù)對鞋的不同要求而各異。例如，對要求較穩(wěn)定的旅游鞋來說，其C線比較偏前，一般約在a點(diǎn)前方10～25毫米處。
若為了更加穩(wěn)定，防止下坡時(shí)無限制地向下方滾動，還可將曲面3與地面相切的切點(diǎn)F的前方襯殼4做成平面形狀(圖3)，叫做使?jié)L動停止的鞋底平面T，簡稱仃滾平面T。當(dāng)曲面3向前滾動至停滾平面T與地面接觸時(shí)，滾動即被制止。這種結(jié)構(gòu)一般講，主要用于旅游鞋。
圖2為一特例，即26 1/2 號腳(鞋)跨步的情況。其中OO1O2表示腳趾骨及其后面的腳骨示意線。OO1為腳趾(前掌)部分，并可在O1處折曲。圖中取較大跨步時(shí)，O1O2向上抬起與地平面成ψ＝45°的夾角。為了比較，在腳骨O1O2上任取一點(diǎn)A(例如OA＝147毫米)。測得A點(diǎn)上抬45°至A′位置后，A點(diǎn)向前水平位移的距離＆＝18毫米以及A點(diǎn)垂直升高的高度H＝43毫米。另外，a點(diǎn)為腳弓的頂點(diǎn)位置，Oa＝160毫米。現(xiàn)在，以上述參數(shù)＆和H作為比較標(biāo)準(zhǔn)，并由圖1來對比說明本實(shí)用新型的特征和作用機(jī)理。
由圖2的參數(shù)＆和H可知，除前述諸特征外，本實(shí)用新型的鞋還必須滿足以下兩個(gè)條件。亦即圖2中與圖1的A點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)A(OO1A＝147毫米)的平移距離＆′及其升高H′必須滿足下式＆′＞＆以及H′≤H。因?yàn)椋挥校Α洌荆?，才能使每一跨步距離大于普通鞋的跨步距離，加快了速度，而H′≤H，則保證不會增加位能的消耗。這一點(diǎn)由圖1中測得的＆′＝41＞＆＝18毫米，H′＝43毫米＝H即知本鞋能滿足這一要求。
這里，將＆′＞＆，H′＝H(極限情況)，并具有適當(dāng)前沖力的曲面3叫做最佳曲面。由圖1的競賽鞋的特例可知，因競賽規(guī)則的嚴(yán)格要求，底厚不能超過13毫米。在如此薄的鞋底條件下，若腳趾OO1取平放姿態(tài)，則曲面3勢必嫌過于低而平直，不夠彎曲，影響滾動作用的發(fā)揮。那么，為了獲得比較最彎曲的最佳曲面，腳趾OO1有時(shí)就需要適當(dāng)?shù)叵蛏咸鸲c腳底O1O2成一夾角θ，以便給鞋底讓出向上彎曲的空間。這種夾角并非完全違反自然。對腳的觀察就會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處于放松的自然狀態(tài)時(shí)，腳趾與腳底之間就存在約近20°的夾角。若是高跟鞋，甚至可達(dá)30°左右，由試驗(yàn)可知這樣大的角度對跨步時(shí)不折曲的腳趾講，也并不會產(chǎn)生難受的感覺。
顯而易見，θ的大小決定于趾長OO1(即腳號的大小)，越長，則θ也越大。并且，在相同腳號下，鞋底，(圖1中為D)愈厚時(shí)，θ也可取較小值。
這樣，曲面3即由參數(shù)D、趾長OO1以及C線的位置來確定。D、OO1及C配合恰當(dāng)，就可獲得比較最彎曲的最佳曲面。下面以26 1/2 號旅游鞋的實(shí)例來介紹獲得最佳曲面的作圖法及其步驟(圖3)。
一、按鞋(腳)號大小畫出長OO1O2的與圖面底線平行的直線，并按鞋廠均知的O1點(diǎn)的位置規(guī)律確定OO1的長度。在本實(shí)例中OO1＝87毫米。
二、在OO1O2直線上確定與圖2的A′點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)A′。即OO1A′＝147毫米。
三、按圖2的ψ′＝90°－ψ＝45°，畫出A′點(diǎn)對地面的垂線A′E(A′E長度尚不知)。
四、按圖2中的H＝43毫米，在A′E上截取H′＝A′K＝H。
五、按鞋的設(shè)計(jì)厚度d＝40毫米，求D＝d＋I(xiàn)(I為腳趾半厚度，約為16毫米)，并在A′E上截取線段KE＝D(這里假定鞋墊6受壓后變形很小忽略不計(jì))。
六、通過E點(diǎn)作A′E的正交直線FEG。此即與腳底(O1O2)平面成ψ＝45°夾角的地面。
七、按對穩(wěn)定性的要求，確定離地線C的位置，本例為旅游鞋，C線位于a點(diǎn)前方約25毫米處。
八、使長度為OO1的腳趾前端與地面FEG(即前述的與地面接觸的停滾面T)之間留出適當(dāng)空隙δ，并由此確定腳趾OO1上抬后與腳底平面形成的最小夾角θ。本例中θ＝17°。
九、在上述諸條件下，以離地線C為曲面的一端，選擇作出與地面FEG相切的并且比較最彎曲的圓滑曲面
。該F點(diǎn)(實(shí)際上是與C線平行的一條線)即切點(diǎn)，而F點(diǎn)前方的平面即停滾平面T。
十、在地平面FEG上截取與曲面
等長的平面
。該C點(diǎn)即鞋平放于地面FEG上時(shí)，離地線在地面上的位置。
十一、量取與L′＝Cg等長的L＝CG，并從G點(diǎn)作垂線AG＝D。此A點(diǎn)即鞋(腳)平放于地面FEG上時(shí)，腳骨O1O2上與圖2中A點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)。
十二、作與A′E正交的線AK。此即A點(diǎn)至A′點(diǎn)的平移距離＆′＝AK。本例中＆′＝61＞＆＝18毫米。
現(xiàn)由步驟十二、四和七的＆′＞＆、H′＝H和C的適當(dāng)位置，即知曲面FC就是所求的最佳曲面3。另外，作為另一實(shí)例，當(dāng)步行時(shí)，一般腳身O1O2傾斜角ψ經(jīng)常小于40°，因此，作為一般步行用的旅游鞋的停滾平面T與O1O2的夾角ψ可以小于45°。這樣做的結(jié)果一方面使停滾作用更可靠，另一方面將使θ更小。例如，ψ＝37°時(shí)，按步驟三，ψ′＝90°－ψ＝53°。這樣按前述作圖法繪制出的鞋，其＆′＝50。雖略小于ψ＝45°時(shí)的＆值，但卻由17°減小成10°。這樣小的θ對人的腳趾來說，更是不成問題。
關(guān)于材料的選擇，因競賽鞋對鞋底的各部分要求使用類似的材料以及剛性襯殼4對強(qiáng)度要求較高。除其它適宜材料均可使用外，這里主要采用玻璃(或其它)纖維增強(qiáng)塑料制作襯殼4。為增加襯殼4的強(qiáng)度，其中的樹脂最好是采用環(huán)氧樹脂，例如高強(qiáng)度和高彈性模量的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂等。鞋底2可采用適宜的塑料，例如北京第一皮鞋廠生產(chǎn)的聚氨脂壓注鞋底。鞋墊6則采用柔軟富彈性的泡沫塑料。
對于旅游鞋來講，因無材料方面的限制，其襯殼4可使用如硬皮革、鋼板等各種適宜材料。甚至，因其鞋底較厚，不易折曲，還可使用如硬質(zhì)泡沫塑料板類的材料來制造。這就簡化了工藝，降低了成本。
在結(jié)構(gòu)和制造上的又一特點(diǎn)是將剛性襯殼4的底面及其兩側(cè)加強(qiáng)筋5之間的拐角部分8做成類似自行車外胎的圓弧形(圖4)，使得在高速拐彎中，能利用本鞋的滾動作用，在一定程度上模仿自行車輪的傾斜滾動前進(jìn)，從而使腳腕減少扭轉(zhuǎn)勞累。
各部分標(biāo)號如下1…鞋，2…彈性鞋底，3…鞋底曲面，4…剛性襯殼，5…加強(qiáng)筋，6…鞋墊，7…鞋面，8…拐角部分，C…離地線，T…停滾平面。
權(quán)利要求
1.一種競賽、旅游用的鞋，其特征是a、鞋底前部向前上方彎曲成一個(gè)適合滾動的曲面3。b、鞋底內(nèi)加有使曲面3的形狀固定不變的剛性襯殼4。
2.一個(gè)如權(quán)利要求
1所述的鞋，其曲面3與地面相切的切點(diǎn)F的前方襯殼4具有可使?jié)L動停止的平面形狀
3.一個(gè)如權(quán)利要求
1所述的鞋，其剛性襯殼4的底面及其兩側(cè)加強(qiáng)筋5之間的拐角部分8具有與自行車外胎類似的圓弧形。
專利摘要
本旅游用的鞋，其主要特征是鞋底前端向上彎曲成可滾動的曲面。以這種特殊的曲面形鞋底結(jié)構(gòu)，使本鞋具有快速省力的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在行進(jìn)中還存在明顯的前沖力以及在跨步過程中不象普通鞋那樣，體重始終集中在前掌上，而是均勻分布在整個(gè)腳底，從而增進(jìn)輕松舒適感。另外，本鞋的制造工藝簡單、成本低廉。
文檔編號A43B5/00GK86204435SQ86204435
公開日1987年7月15日 申請日期1986年6月18日
發(fā)明者劉連德 申請人:劉連德導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan