CN103687505A - 符合人体工程学的高跟鞋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种符合人体工程学的高跟鞋，鞋跟高度的脚的长度的15-33％，负重鞋底在矢状截面呈现弯曲，所述鞋的设计使鞋跟部分的鞋底具有外倾斜面，并具有小于40°的前倾斜面，相对于脚后跟中心脚跟位置向外偏移(横向)。本发明的技术效果是提供脚部负载的最佳分布。

Description

符合人体工程学的高跟鞋

本发明涉及女性高跟鞋的成型和缝制，本发明的目的是减少高跟鞋前脚部分的承重压力，并使得鞋子尽可能匹配脚部形状的变化。一般来说，现有的高跟鞋仅考虑了在矢状面的承重轨迹。从本质上讲这源于高跟鞋越高前脚部分越长的错误观念。这就是为什么在高跟鞋中鞋底脚跟部分正面倾斜达到40度的原因。过度倾斜导致脚跟滑向脚趾部分。检索到的2010年7月22日的美国专利US2010/0180467A1(安格·辛格尔顿)，在该专利中发明人旨在通过采用特殊的鞋垫向脚后跟提供额外支撑以降低前脚部分的承重压力防止其向前滑动。鞋垫可以缩短长度但是无法覆盖脚底根部HF也不能改变倾斜角度。足弓支撑在跟骨骨刺的投影产生跖腱膜压力及其萎缩。高跟鞋中的脚部生物学分析显示了以前未知的模式关系。数学研究显示和证实正常的脚不会增加前脚部分的长度，因为其极值点(脚跟骨和脚趾)由纵向的PA纤维固定。理论和临床研究证实趾背会导致的PA相对缩短导致：a)足底跖骨头偏差；b)跟骨块茎向前偏移，这将使得脚面纵向更深，反过来导致FFS部分前旋和后脚部分后旋。与脚部纵轴相比，坐骨和身体重心向外偏离向外。 

本发明制造的符合人体工程学的高跟鞋以下述方式考虑到了上述的脚步形状变化： 

1.降低鞋底鞋跟部分的倾斜角度； 

2.鞋底脚跟部向外倾斜； 

3.鞋跟支撑脚的中心向外偏离。 

高跟鞋等同于一个极端，在此情况下脚部不具有补偿随着脚跟升高脚部形状变化的自然机制。 

穿高跟鞋行走可相比于戴假肢行走，脚的调节功能如下： 

1.使承载区重量均匀分布； 

2.抑制步进脉冲； 

3.产生脚趾排斥力； 

4.单脚站立结束时保持平衡。 

穿高跟鞋时脚趾背屈与跖骨成高达90度角。在这种情况下，足底腱膜的相 对缩短为1/4圆周，半径与跖骨头部相等。腱膜的相对缩短为： 

a)对第一脚趾2.7厘米；(π*d*90：360=3.14*3.5*90：360=2.7cm)； 

b)对第五掌指0.78厘米(π*d*90：360=3.14*1.0*90：360=0.78cm)，其中d为跖骨头的直径。 

图9显示了掌骨与脚趾背屈在90度的足底偏差。在这种情况下，前脚掌内旋的角度ABC达到12度。 

采用皮肤标记方式进行的脚部的成像研究显示了足弓的纵向深化的实际情形，在跟骨结节突起部位、内侧脚踝和第一跖骨头部应用了标记。右脚内侧边缘的照片轮廓(图4)显示脚部的足弓深达23-24度，鞋跟高度为脚长度的33％(1/3)。由于脚趾收起造成的脚趾背屈，鞋跟上的足部升降(AB，BC，图2)。前脚下转是脚和躯体纵向运动轨迹向外倾斜(旋后)的结果。在图1、2中可以注意到抬起脚跟期间，脚的侧向偏转；在此期间可以观察到跖骨头部支撑负载的均匀性。角ABC(图2)由脚趾弯曲线交叉形成。 

从背面看(图3)，脚的外部斜坡导致了脚跟旋后。脚跟交叉位置的参考平面与水平面形成了角BAC和BCA。这些角度的大小取决于脚跟的高度。 

从脚跟中心向外，距骨重心横向偏移。图6显示向外的重心偏移具有角度OKM。 

为了最适合脚部的形状和具有高跟的人体工程学的鞋的形状： 

1使鞋底的鞋跟部分外部倾斜； 

2.降低鞋底鞋跟部分前倾； 

3.根据距骨偏差鞋后跟支撑中心向外移动。 

鞋跟的外部倾斜有助于消除前脚掌内侧缘过度负荷。在最优情况下，鞋后跟的高度为脚长度的1/3，鞋后跟的外部倾斜程度为12(11-13)度(图6的角ABC)。增加鞋跟的高度1cm-3cm，鞋跟高度每改变1cm鞋跟的外部倾斜变化1.33度(1.33度*4为5.3度，等等)。鞋跟高度到达3-x cm时不需要鞋跟坡脚向外弯曲，对脚的形状改变最小。 

在高跟鞋的前脚有两种力： 

a重力，垂直方向的矢量； 

b鞋的前部倾斜向前滑动的力，水平方向的矢量。 

两者形成的平行四边形的扩展的重力作用在距骨上(P为100kg，图8)，显示了重力的68.3％作用在跟骨，31.7％作用在前脚。重力作用在脚跟骨头上可以被分解为水平方向部分和垂直方向部分。 

水平方向的力作用在鞋头部分的斜面上按压脚趾进入鞋子的脚趾部分。图8示出的扩张使68.3％的体重作用于跟骨。当脚跟向前倾斜10度时等价于P1的强度的16.2％，20度的角度等价于28.5％，35度角等价于42.2％。 

抬起脚跟时跟骨结节向前的偏移使我们能够减少脚后跟前部的斜坡。鞋跟的高度为脚的长度的1/3，最优的，脚跟前斜坡角度为18度。1cm的鞋跟高度要求鞋跟鞋底至少前倾2度。这样的分级可以用于任意高度的鞋跟。 

距骨和重心水平方向的偏差需要支撑脚的鞋跟水平位移(图6)。从脚后跟中心K(图5)的鞋跟的位移为鞋的高度与脚跟外部倾斜的切线角度的乘积(图6)：h*tg12=8*0.22=1.76cm。 

本领域公知的原则是对于任意规格的鞋子，鞋跟的高度为4cm及以上，优选高度取决于脚的长度。脚跟的上升使得前脚掌从水平位置过渡到垂直位置。这种过渡沿着圆弧发生。圆弧半径等于距骨旋转中心和第一跖骨的头部之间的距离(图8)。 

当前脚掌相对水平方向倾斜70度时，优选的鞋跟高度为脚长度的1/3.角度的进一步增加并不会增加鞋跟的高度。脚大小增加1cm优选脚跟高度增加3.5mm。鞋跟高度是鞋跟纵向中心和第一跖骨的头部支撑面之间的高度差(图5的D和C)。 

本发明的基本特点是： 

1.鞋跟向外倾斜； 

2.降低了鞋跟向前倾斜； 

3.鞋跟到脚的支撑中心向外偏移。 

鞋跟的外部倾斜通过下述方式实现： 

a深化脚的楔形鞋跟的外部边缘(图6的ABC)； 

b加厚支撑鞋垫的内部边缘(图7的1)同时强化鞋跟外部(图7的2)。 

图10显示出成型鞋底的鞋的边缘轮廓。对应于后脚跟的鞋底鞋跟部分AB，为参考曲线的长度的30％；脚的中间部分BC为参考曲线长度的40％。鞋头CD 为参考曲线(第一趾)长度的30％。从脚的一边到另一边的圆弧的半径Br，Cr为3cm。 

随着半径增加，足底腱膜上的压力增加，这可能导致萎缩。通过增加鞋底厚度减少鞋内侧缘向前倾斜的角度ABC。 

如图11所示，减少的鞋的横向边缘的鞋底的的向外倾斜，从而可以得到所需的脚部外脚后跟斜率，图11中各部件位置名称对应于图10。 

鞋子的形状与高跟鞋的上述变化，实现了鞋与脚的形状和形式实现最大的协调；实现了脚部支撑的负载最佳分配，降低高跟鞋对脚的不利影响，防止前足早期变形；还扩大了穿高跟鞋人群的年龄，体重和时间范围。 

附图详述 

图1为在俯视角度，脚跟在一起，脚趾头分开的切出图，支撑位于脚底；AB和BC为脚趾屈肌的连线。 

图2，与图1相同，俯视角度，支撑位于脚趾上。 

图3，与图2相同，为后视图。BAC、BCA为脚跟的外部倾角(旋后)。 

图4为右足底内侧边缘的切图，横向拱显示了支撑转移到脚趾时的回缩凹陷。ABC为横向拱的角度。 

图5显示了左足底足迹的切图。K为脚跟的中心。DK为横向拱的线条。DB为纵向拱线条。AA为横截面线条(图6、7)。 

图6为高跟鞋上的右足底的沿图5的AA线的横截面，后视图。这种变化允许实现由于脚部内凹脚后跟部分向外倾斜。O为身体重心。ABC是脚向外倾斜的角度OK为没有高跟鞋时的脚部纵向轴线。ON和KM是竖直的，MN代表高跟鞋支撑中心的向外偏移，K为高跟鞋中心。 

图7为沿图5的AA线的横截面，这种变化允许实现由于脚后跟部鞋垫的增厚脚后跟部分的向外倾斜。O为重心，ABC为脚倾斜的角度，1为楔形鞋垫，2为后面的加固部分 

图8为身体重量分布在高跟鞋上的脚跟部分的草图，O为重心，OFPE所示的平行四边形显示了重力在脚前部和后面如何分布。OE为前面部分，OF为后面部分，CP1是后面垂直部分，CA、CB、CD为按压脚趾的力P1的向前滑动部分；CP1，AP1，BP1，DP1为按压脚后部的纵向部分的力的值。K为脚后跟支撑中心。OM为 脚沿着脚跟上升的曲线半径。M为足底跖骨头部的旋转中心，N为重力在道路上的投影。 

图9为当脚趾背面弯曲90度时，跖骨头部的足底偏离草图。ABC为抬起高跟鞋时脚前部的俯卧角度。 

图10为在塑模脚上鞋子的切图。AB为脚(脚后跟部分)的脚底(后面)的3/2区域.BC为脚部(前面)的一段。CD为脚部的脚趾部分，Br，Cr为从脚的一部分转到另一部的曲线的半径。BAE为脚后跟部分的倾斜角度。 

图11为右边鞋子外部边缘切图，该部分与图10的标记相同。 

术语缩写 

HHS-高跟鞋； 

forefoot-前脚掌； 

RTF-脚的参考曲线； 

hindfoot-后足； 

PA-跖腱膜； 

HMB-跖骨； 

CG-重心； 

HF-脚跟。 

Claims (6)

1.符合人体工程学的高跟鞋，其类似物仅在矢状面弯曲参考轨迹，其特征在于符合人体工程学的鞋类产品，鞋跟部分的鞋底向外倾斜，与鞋跟前面的鞋底倾斜角度小于40度，其相对于脚后跟中心脚跟位置向外偏移(横向)。

2.权利要求1所述的鞋，鞋底鞋跟向外倾斜的角度为每一厘米鞋跟高度上1.3-1.4度。

3.权利要求1所述的鞋，具有与鞋跟部分向外倾斜角度相对应的弯曲硬柄。

4.权利要求1所述的鞋，具有符合人体工程学的鞋后跟(脚部长度的1/3)鞋底部分，水平方向上向前倾斜不超过27度(每厘米鞋跟高度上2-3度)。

5.权利要求1所述的鞋，从脚后跟部分到成束部分和从成束部分到脚趾部分的脚底弯曲所沿着的拱形具有3cm的半径。

6.权利要求1所述的鞋，与脚底中心相比，脚后跟中心横向偏移。其横向偏移等于脚后跟的高度乘以脚跟脚底向外倾斜的切线角。

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