CN108135316A - 带有牵引元件的鞋类 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有牵引元件的鞋类物品，和用于制造该鞋类物品的系统和方法。示例鞋子包括鞋帮和鞋底板，鞋底板包括适于地面接触的下表面，下表面具有：包括第一牵引元件的第一鞋底部分，所述第一牵引元件具有远侧端部和侧壁，侧壁带有从中央芯部延伸的延伸部分；以及包括第二牵引元件的第二鞋底部分，第二牵引元件具有在一个或多个方面与第一牵引元件的对应几何形状特征不同的至少一个几何形状特征。

Description

带有牵引元件的鞋类

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月16日提交的共同待决的美国申请序列号14/741,094的优先权和权益，该申请是2013年12月19日提交的美国申请序列号14/134,948的部分连续申请，其要求2012年12月19日提交的美国临时专利申请序列号61/739,346的优先权和权益，所述文献的全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及鞋类领域，且更具体地涉及具有在其上带有牵引元件的鞋底板的鞋类物品。

本发明的背景技术

鞋类物品的性能和舒适度的许多方面取决于鞋类穿用者的各种表现和身体特性。例如，步长、步频、脚着地位置、旋前/旋后、跑步方式和跑步速度能够受到所穿鞋类的元件的影响。另外，运动员的身体特性，诸如，身高、体重、鞋子尺码、脚形、腿形和尺寸等，能够影响运动员的表现和所穿鞋类物品。

虽然每个运动员均具有一套独特的表现和身体特性以及一套独特的美学和性能要求，但是运动员在选择鞋类时一般已经局限于基本选择，诸如，品牌、款式、尺码、宽度、以及（对于跑步钉和带防滑钉的鞋类）鞋钉尺寸和形状，与满足在传统制造技术和产品分销渠道下尚不可获得个人的具体表现和美学要求的完全定制的鞋类。

发明内容

本发明涉及定制鞋类、服装和运动设备及其元件、以及用于设计并且制造定制鞋类、服装和运动设备及其元件的相关的系统和方法。

本发明的一个方面包括用于鞋类物品的鞋底板。鞋底板包括适于地面接触的下表面，其中，下表面包括具有多个第一牵引元件的第一鞋底部分和具有多个第二牵引元件的第二鞋底部分，第一牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分，第二牵引元件具有在至少一个方面中与第一牵引元件的对应几何形状特征不同的至少一个几何形状特征。在一个实施例中，第一牵引元件的侧壁包括从中央芯部延伸的三个逐渐变细的延伸部分、或主要由从中央芯部延伸的三个逐渐变细的延伸部分构成。在第一鞋底部分的第一区域中的至少一个第一牵引元件的定向可以与在第一鞋底部分的第二区域中的至少一个第一牵引元件的定向不同。在一个实施例中，第二牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁包括大体六边形横截面，或者主要由大体六边形横截面构成。替代地，第二牵引元件可以具有远侧端部和侧壁，该侧壁具有大体圆形横截面、大体卵形横截面和大体多边形横截面中的至少一个，多边形横截面包括三角形、正方形、矩形、五边形、或六边形多边形中的至少一个。

在一个实施例中，第二鞋底部分包括接近鞋类物品的穿用者的脚的第一跖骨区域以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件。以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件可以具有大体相同的高度，或者可以具有不同高度。第二鞋底部分还可以包括第四个第二牵引元件，其定位在鞋类物品的穿用者的脚的内侧前脚区域中。

第二鞋底部分能够从鞋底板的内侧侧边缘延伸至鞋底板的中央区域，且第一鞋底部分能够从鞋底板的侧向侧边缘延伸至鞋底板的接近鞋底板的脚中段区域、鞋底板的前脚区域和鞋类物品的穿用者的脚的跖骨区域中的至少一个的中央区域。在一个实施例中，第二鞋底部分从内侧侧边缘至中央区域在所述鞋底板的宽度的最大大约50%至大约80%之间上延伸。在一个实施例中，第二鞋底部分包括：接近所述鞋底板的边缘的第一边缘、从所述鞋底板的边缘延伸至所述鞋底板的中央区域的第二边缘、以及从所述鞋底板的边缘延伸至所述鞋底板的中央区域的第三边缘，其中，所述第二边缘和所述第三边缘在所述鞋底板的中央区域中会聚并会合。

在一个实施例中，所述第一鞋底部分和所述第二鞋底部分通过一个或多个屈曲凹槽分离。在一个实施例中，第一鞋底部分包括第一材料，或主要由第一材料构成，且第二鞋底部分包括不同于第一材料的第二材料，或主要由不同于第一材料的第二材料构成。第一材料和/或第二材料可包括尼龙和/或热塑性聚氨酯（TPU），或主要由尼龙和/或热塑性聚氨酯（TPU）构成。第一鞋底部分可以粘结至第二鞋底部分、与第二鞋底部分共同模塑、机械地附接至第二鞋底部分、或以其他方式可移除地或永久地附接至第二鞋底部分。在一个实施例中，第一和/或第二牵引元件中的一个、一些、或全部能够包括金属部分和例如金属远侧端部部分。金属能够包括任何适当的金属，诸如但是不限于铝或钢。在一个实施例中，第一和第二牵引元件中的至少一个或多个具有金属远侧端部，且第一和第二牵引元件中的至少一个或多个具有TPU远侧端部。在一个实施例中，第一和第二牵引元件中的每一个均具有TPU远侧端部。

在一个实施例中，第一鞋底部分和第二鞋底部分中的至少一个还包括鞋底花纹图案和多个第三牵引元件中的至少一个。第三牵引元件可以例如包括通过多个互连的细长元件连接的凸起的延伸部分。在一个实施例中，第一鞋底部分和第二鞋底部分中的至少一个还包括结构支撑元件，其中，结构支撑元件例如包括多个互连的细长元件。

本发明的另一方面包括鞋类物品，其包括鞋帮和鞋底，鞋底包括鞋底板，其包括适于地面接触的下表面。鞋底板的下表面能够包括具有多个第一牵引元件的第一鞋底部分和具有多个第二牵引元件的第二鞋底部分，第一牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分，第二牵引元件具有在至少一个方面与第一牵引元件的对应几何形状特征不同的至少一个几何形状特征。

在一个实施例中，鞋帮包括具有第一表面质地的第一鞋帮部分和具有第二表面质地的第二鞋帮部分。第一表面质地可以例如包括多个大体均匀分布的压痕（例如，卵形、圆形、或多边形压痕），同时第二表面质地可包括例如多个大体平行的脊。脊可以在一个实施例中定向成与鞋类物品的纵向轴线成在大约30°至大约60°之间的角度，且例如，定向成与鞋类物品的纵向轴线成大约45°的角度。第二表面质地能够在鞋子鞋帮的任何适当的区域上延伸，且例如能够在鞋帮的内侧前脚部分上延伸。

第一鞋帮部分和第二鞋帮部分中的至少一个能够包括多层材料，或主要由多层材料构成。多层材料可以例如包括接近鞋类物品的内部的第一材料层、接近鞋类物品的外部的第二材料层、和定位在第一材料层和第二材料层之间的第三材料层，第三材料层包括泡沫材料，或主要由泡沫材料构成。第三材料层能够包括具有延伸通过其的多个大体均匀分布的孔的材料层，孔具有卵形、圆形、或多边形横截面中的至少一个。在一个实施例中，鞋帮的接近鞋类物品的脚中段区域的至少一部分还包括在其外部表面上的至少一个支撑结构，支撑结构由第四层材料构成。在一个实施例中，所述多层材料在所述鞋类物品的内侧脚中段区域、前脚区域和侧向脚中段区域中的至少一部分上延伸。

本发明的另一方面包括鞋类物品，其包括鞋帮和鞋底，该鞋底包括鞋底板，鞋底板具有适于地面接触的下表面，下表面包括具有多个第一牵引元件的第一鞋底部分，第一牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁具有从中央芯部延伸的多个延伸部分。下表面还包括具有多个第二牵引元件的第二鞋底部分，第二牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁具有大体圆形或六边形横截面，其中，（i）所述第二鞋底部分在所述鞋底板的下表面的接近所述鞋底板的脚中段区域和前脚区域中的至少一个的内侧部分上延伸，（ii）第二鞋底部分包括接近所述鞋类物品的穿用者的脚的第一跖骨区域以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件，和定位在鞋类物品的穿用者的脚的内侧前脚区域中的第四个第二牵引元件，以及（iii）第一鞋底部分包括第一材料，或主要由第一材料构成，且第二鞋底部分包括不同于第一材料的第二材料，或主要由不同于第一材料的第二材料构成。

本发明的又另一方面包括鞋类物品，其包括鞋帮和鞋底，鞋底包括鞋底板，鞋底板具有适于地面接触的下表面。下表面包括具有多个第一牵引元件的第一鞋底部分，第一牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁具有从中央芯部延伸的多个延伸部分。下表面还包括具有多个第二牵引元件的第二鞋底部分，第二牵引元件具有远侧端部和侧壁，该侧壁具有从中央芯部延伸的多个延伸部分，其中，（i）所述第二鞋底部分在所述鞋底板的下表面的接近所述鞋底板的脚中段区域和前脚区域中的至少一个的内侧部分上延伸，（ii）第一鞋底部分包括第一材料，或主要由第一材料构成，且第二鞋底部分包括不同于第一材料的第二材料，或主要由不同于第一材料的第二材料构成，（iii）在第一鞋底部分的第一区域中的至少一个第一牵引元件的定向与在第一鞋底部分的第二区域中的至少一个第一牵引元件的定向不同，以及（iv）第二鞋底部分还包括多个第三牵引元件。

在本文中公开的本发明的这些以及其他目的，连同优点和特征，将通过参照以下描述、附图和权利要求书而变得更加明显。此外，应当理解的是，本文所描述的各个实施例的特征并不是互相排斥的并且能够以各种组合和排列的形式存在。

附图说明

在图中，贯穿不同的视图，类似的附图标记一般表示相同的部分。同样，这些图并不一定是按照比例绘制而成，相反，重点一般放在示出本发明的原理上。在以下描述中，参照以下附图对本发明的各个实施例进行描述，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的用于设计用户定制的鞋类物品的鞋底的至少一部分的方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的用于获取表示运动员的表现特性的实验数据的系统的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的鞋类物品的示意透视图；

图4A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的协调系统的侧视图；

图4B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一协调系统的侧视图；

图5A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的压力感测内底的平面图；

图5B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一压力感测内底的平面图；

图6A是根据本发明的一个实施例的针对运动员在跑步运动期间正在经历初始脚跟着地的地面接触的脚的压力分布的示意图；

图6B是针对正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图6A的运动员的脚的压力分布的示意图；

图6C是针对在围绕跑道的转角部分跑步时正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图6A的运动员的左脚和右脚二者的压力分布的示意图；

图7A是根据本发明的一个实施例的针对运动员在跑步运动期间正在经历初始脚中段着地的地面接触的脚的压力分布的示意图；

图7B是针对正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图7的运动员的脚的压力分布的示意图；

图7C是针对在围绕跑道的转角部分跑步时正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图7A的运动员的左脚和右脚二者的压力分布的示意图；

图8A是根据本发明的一个实施例的针对另一运动员在跑步运动期间正在经历初始脚中段着地的地面接触的脚的压力分布的示意图；

图8B是针对正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图8A的运动员的脚的压力分布的示意图；

图8C是针对在围绕跑道的转角部分跑步时正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图8A的运动员的左脚和右脚二者的压力分布的示意图；

图9A是根据本发明的一个实施例的针对另一运动员在跑步运动期间正在经历初始前脚着地的地面接触的脚的压力分布的示意图；

图9B是针对正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图9A的运动员的脚的压力分布的示意图；

图9C是针对围绕跑道的转角部分跑步时正在经历跑步运动的脚趾离地阶段的图9A的运动员的左脚和右脚二者的压力分布的示意图；

图10A是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的脚跟着地方式地面接触阶段的运动员的压力数据测量值和压力中心计算的示意图；

图10B是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的脚中段着地方式地面接触阶段的运动员的压力数据测量值和压力中心数据的示意图；

图10C是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的脚中段着地方式地面接触阶段的另一运动员的压力数据测量值和压力中心数据的示意图；

图10D是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的前脚着地方式地面接触阶段的另一运动员的压力数据测量值和压力中心数据的示意图；

图11A是根据本发明的一个实施例的针对脚跟着地的跑步方式在跑步运动的地面接触阶段期间在鞋类物品与地面之间的力测量值的曲线图；

图11B是根据本发明的一个实施例的针对脚中段着地的跑步方式在跑步运动的地面接触阶段期间在鞋类物品与地面之间的力测量值的曲线图；

图12A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始脚跟着地的地面接触阶段期间在鞋类物品的内底中的多个压力传感器上的压力测量值的示意表示；

图12B是在跑步运动的中间地面接触阶段期间在图12A的内底中的压力测量值的示意表示；

图12C是在跑步运动的脚趾离地阶段期间在图12A的内底中的压力测量值的示意表示；

图13A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始脚跟着地的地面接触阶段期间的力和局部压力数据二者的示意图；

图13B是在跑步运动的地面接触阶段期间图13A的鞋子的力和局部压力数据二者的示意图；

图13C是在跑步运动的脚趾离地阶段期间图13A的鞋子的力和局部压力数据二者的示意图；

图14A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始脚跟着地的地面接触阶段期间的压力和分布式性能度量数据的示意图；

图14B是在跑步运动的地面接触阶段期间图14A的鞋子的压力和分布式性能度量数据二者的示意图；

图14C是在跑步运动的脚趾离地期间图14A的鞋子的压力和分布式性能度量数据二者的示意图；

图15A是图14A的分布式性能度量数据的示意图；

图15B是图14B的分布式性能度量数据的示意图；

图15C是图14C的分布式性能度量数据的示意图；

图16A是根据本发明的一个实施例的图14A至图14C的组合的分布式性能度量数据的示意图；

图16B是具有基于图16A的性能度量数据的结构特性的用于鞋类物品的外底的示意性平面图；

图16C是具有基于图16A的性能度量数据的结构特性的用于鞋类物品的另一外底的示意性平面图；

图17A至图17B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的牵引元件的平面图和侧视图；

图17C至图17D是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17E至图17F是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17G至图17H是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17I至图17J是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17K至图17L是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17M至图17N是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图17O至图17P是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；

图18是根据本发明的一个实施例的在其上具有多个牵引元件的用于鞋类物品的外底元件的透视图；

图19A是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的脚跟着地方式地面接触阶段的运动员的脚的压力矢量的中心的示意表示；

图19B是具有表示在沿着压力矢量的中心的多个位置处的压力的示例数据的图16A的压力矢量的中心的示意性平面图；

图20A是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的脚中段着地方式地面接触阶段的运动员的脚的压力矢量的中心的示意表示；

图20B是具有表示在沿着压力矢量的中心的多个位置处的压力的示例数据的图18A的压力矢量的中心的示意性平面图；

图21A是根据本发明的一个实施例的针对正在经历跑步运动的前脚着地方式地面接触阶段的运动员的脚的压力矢量的中心的示意表示；

图21B是具有表示在沿着压力矢量的中心的多个位置处的压力的示例数据的图19A的压力矢量的中心的示意性平面图；

图22A是根据本发明的一个实施例的针对图17A的脚的网格部分的分布的示意性平面图；

图22B是根据本发明的一个实施例的针对图17A的脚的网格部分的另一分布的示意性平面图；

图23A是根据本发明的一个实施例的使用圆填充分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意表示；

图23B是根据本发明的一个实施例的使用狄洛尼三角剖分（Delaunay triangulation）分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意表示；

图23C是根据本发明的一个实施例的使用沃罗诺伊图（Voronoi diagrams）分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意表示；

图24A至图24C是根据本发明的一个实施例的基于单个运动员测量的性能数据但是在不同组的选择标准情况下的鞋类物品的外底板的平面图；

图25A至图25E是根据本发明的一个实施例的基于单个运动员测量的性能数据但是在不同组的选择标准情况下的鞋类物品的其他外底板的平面图；

图26A至图26B是根据本发明的一个实施例的基于使用相同的选择标准来分析的第一和第二运动员测量的性能数据的鞋类物品的外底板的平面图；

图27是根据本发明的一个实施例的用于运动员的鞋子的外底板的侧视图，该运动员的鞋子包括用于可插入式鞋钉的基座元件；

图28A和图28B是根据本发明的一个实施例的基于在围绕跑道的转角部分跑步时测量的性能数据用于运动员的左脚的鞋子和右脚的鞋子的外底板的平面图；

图29A和图29B是根据本发明的一个实施例的基于在围绕跑道的转角部分跑步时测量的性能数据用于另一运动员的左脚的鞋子和右脚的鞋子的外底板的平面图；

图30A和图30B是根据本发明的一个实施例的基于在沿跑道的直线部分跑步时测量的性能数据用于图29A和图29B的运动员的左脚的鞋子和右脚的鞋子的外底板的平面图；

图31A和图31B是图30A和图30B的外底板的透视图；

图32A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的中底的侧视图；

图32B是图32A的中底的平面图；

图32C是图32A的中底的透视图；

图32D是用于设计图32A的中底的数学网格的透视图；

图33是根据本发明的一个实施例的用于计算中底网格的标量六面体压力映射分布的示意性透视图；

图34A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的侧向侧视图；

图34B是图34A的中底的内侧侧视图；

图34C是图34A的中底的俯视图；

图34D是图34A的中底的仰视图；

图34E是图34A的中底的透视图；

图34F是图34A的中底的另一透视图；

图35是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的透视仰视图；

图36A是根据本发明的一个实施例的鞋类物品的侧向侧视图；

图36B是图36A的鞋类物品的内侧侧视图；

图36C是图36A的鞋类物品的俯视图；

图36D是图36A的鞋类物品的仰视图；

图36E是图36A的鞋类物品的透视图；

图37A是根据本发明的一个实施例的用于具有六边形单元的鞋类物品的中底的仰视图；

图37B是图37A的中底的侧视图；

图37C是图37A的中底的透视图；

图37D是在底表面上具有压痕的图37A的中底的透视图；

图38A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；

图38B是图38A的中底的透视图；

图39A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；

图39B是图39A的中底的侧视图；

图40A是根据本发明的一个实施例的具有圆形单元的用于鞋类物品的中底的仰视图；

图40B是图40A的中底的侧视图；

图41A是根据本发明的一个实施例的具有圆形单元的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；

图41B是图41A的中底的侧视图；

图42是根据本发明的一个实施例的具有圆形单元和顶板的用于鞋类物品的中底的透视图；

图43A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；

图43B是图43A的中底的侧视图；

图44是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图45是根据本发明的一个实施例的与脚的形状相符合的用于鞋类物品的中底的俯视图；

图46是根据本发明的一个实施例的具有三角形单元的用于鞋类物品的中底的透视图；

图47A是根据本发明的一个实施例的具有三角形单元的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图47B是图47A的中底的仰视图；

图48是根据本发明的一个实施例的具有三角形单元的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图49是根据本发明的一个实施例的具有三角形单元的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图50是根据本发明的一个实施例的具有三角形单元的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图51A是根据本发明的一个实施例的具有基于球体的单元的用于鞋类物品的中底的仰视图；

图51B是图51A的中底的侧视图；

图51C是图51A的中底的透视图；

图51D是图51A的中底的俯视图；

图52是根据本发明的一个实施例的具有基于球体的单元的用于鞋类物品的另一中底的透视图；

图53是根据本发明的一个实施例的翘曲的阵结构的透视图；

图54A是根据本发明的一个实施例的使用脚扫描数据形成的脚形的侧视图；

图54B是图54A的脚形的透视图；

图55A是根据本发明的一个实施例的使用脚扫描数据形成的另一脚形的侧视图；

图55B是图55A的脚形的透视图；

图56A是根据本发明的一个实施例的使用脚扫描数据形成的另一脚形的俯视图；

图56B是图56A的脚形的侧视图；

图57是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的中底的联接系统的透视图；

图58A是根据本发明的一个实施例的包含图57的联接系统的用于鞋类物品的中底的透视图；

图58B是图58A的中底的仰视图；

图58C是具有稍稍延伸的联接部的图58A的中底的另一仰视图；

图58D是图58C的中底的侧视图；

图58E是修改了某些联接部的角度的图58C的中底的侧视图；

图59A至图59D是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的牵引元件的各种外底板的透视图；

图59E是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的牵引元件的另一外底板的仰视图；

图60A是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的牵引元件和屈曲凹槽的外底板的仰视图；

图60B至图60E是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的牵引元件和屈曲凹槽的各种外底板的透视图；

图61A是根据本发明的一个实施例的具有叠置在其上的映射结构的外底板的示意性平面图；

图61B是在与图61A的映射结构相对应的位置中具有防滑钉的带防滑钉的外底板；

图62A至图62D是根据本发明的一个实施例的具有基于用于处理运动员数据的各种处理算法而定位和定向的带防滑钉的牵引元件的外底板的示意性平面图；

图63A至图63G示出了根据本发明的一个实施例的对运动员数据进行处理以产生具有带防滑钉的牵引元件的定制外底板的若干步骤；

图64A是根据本发明的一个实施例的具有中空的带防滑钉的牵引元件的带防滑钉的鞋底板的俯视图；

图64B是图64A的带防滑钉的鞋底板的仰视图；

图65是根据本发明的一个实施例的包括鞋帮的鞋类物品的透视图，该鞋帮具有定位在鞋帮内并且延伸穿过鞋帮的地面接触元件。

图66A是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的鞋底板的鞋类物品的俯视图；

图66B是图66A的鞋类物品的侧向侧视图；

图66C是图66A的鞋类物品的鞋底板的仰视图；

图66D是图66A的鞋类物品的鞋底板的侧向侧视图；

图67A是根据本发明的一个实施例的具有带防滑钉的鞋底板的鞋类物品的俯视图；

图67B是图67A的鞋类物品的侧向侧视图；

图67C是图67A的鞋类物品的鞋底板的仰视图；

图67D是图67A的鞋类物品的鞋底板的侧向侧视图；以及

图67E是图67A的鞋类物品的鞋底板的内侧侧视图。

具体实施方式

本文描述的本发明大体上涉及用于设计和制造鞋类物品、服装和/或运动设备（以及，例如，定制的鞋类物品）或者其一个或者多个元件的方法和系统，以及使用这样的方法和系统制造的定制或者非定制的鞋类、服装和/或运动设备。更具体地，在一个实施例中，本发明涉及鞋类或者鞋类元件，其被特别定制以满足运动员的一个或者多个需求，从而改善运动员在体育活动期间的表现，和/或改善鞋类物品在穿着时的舒适度。

鞋类的定制可以有益于多种人群，诸如，但不限于，运动员（其期望通过其鞋类来改善表现）、患有医疗状况的人（其寻求针对他们的特别情况提供更好的支持和/或治疗的鞋类）、或者寻求同时具有改善且定制的性能优势的鞋类和/或定制的美学外观（包括，例如，装饰元件、商标、名称等）的休闲跑步者或者步行者。虽然本文的描述大体上涉及定制鞋类以便为运动员提供改进的性能特性，但是应该注意的是，本文所描述的方法、算法、过程和结构也同样适用于针对任何目的和针对任何用户定制元件。

鞋类或者其元件的定制可以包括各种因素，诸如，但不限于，为了更好地适配穿用者而定制的尺码和形状、为了满足运动员运动的一个或多个具体特性而定制的缓冲件、为了在一个或多个具体体育活动期间提供改进的抓地而在鞋类的外底（或者接触地面的中底）上的定制的牵引元件、定制材料（例如，所使用的具体材料、材料重量、材料性质等）。定制还可以具体地包括：形成鞋类和鞋类元件，以满足运动员个人偏好的美学和/或性能需求。

本文描述的本发明允许定制整个鞋类物品（例如，鞋子、人字拖鞋、凉鞋、袜子、运动支撑件（诸如，压缩支撑元件））和/或定制用于结合到制成品中的鞋类物品的元件。示例鞋类元件包括，但不限于，用于鞋子的外底、中底、和/或内底、以及/或者放置在外底、中底、和/或内底内的定制元件，该定制元件诸如是在鞋子的特定区域处（例如，在脚跟、脚中段和/或前脚区域中）插入或者附接（例如，通过机械附接、粘合或者其他适当的附接方式）至鞋子的鞋底中的元件。

鞋类或者鞋类元件的定制能够基于与个体或者一群个体相关联的多种身体、性能（例如，运动学性能）和/或用户偏好特性。例如，除了诸如鞋子尺码等标准参数之外，在设计和制造专门为给定穿用者或者穿用者的子组定制的鞋子时，身体特性诸如，个人的脚的形状，包括，例如，骨骼结构、脚上的胼胝分布、损伤（历史损伤和/或将来可能发生的损伤二者）、脚踝形状、运动范围、强度、脚趾形状，和对袜类（例如，短袜、紧身袜或者紧身裤）的偏好或者不着袜类，和/或与鞋类一起穿用的带条（例如，脚踝和/或脚支撑带条或者带子）能够全部都纳入考虑。其他参数可以包括，或者可以主要由如下构成：透气性特性、排汗特性、循环考虑、和/或糖尿病因素（诸如，但不限于，最小化在鞋子内的摩擦）。

个人的与脚不直接相关联的额外的特征也能够对个人的运动表现产生影响，利用定制鞋类，潜在地解决了在个人力学方面的限制或者劣势，并且/或者支撑了在个人力学方面的力量。可以影响鞋类或者服装的定制的这种特征包括，但不限于，个人的身高、体重、年龄、性别、骨骼结构、腿骨长度（例如，小腿长度和/或大腿长度）、身体健康总水平、病史和/或医疗要求。可以通过使用定制的鞋类部件解决的医疗要求可以包括元件，诸如是用于如下情况的结构支撑件：诸如但不限于，与脚的肌肉、腱、骨骼和/或皮肤有关的问题，诸如，扁平足、足弓下陷、锤状趾、痛风、水肿（肿胀）、长短脚、截肢、大拇趾畸形或者其他脚畸形、莫耳通氏神经瘤、与腿或者膝对准有关的问题、和/或平面筋膜炎，或者是针对糖尿病的缓冲型且大体无摩擦的支撑件。

可以通过鞋类的定制来解决具体运动员或者运动员的子组的性能方面，诸如，但不限于，脚着地位置（例如，在步态周期或者其他体育运动期间在脚的初始地面接触期间的脚跟着地、脚中段着地或者前脚着地）、步长、步频（即，节奏）、在脚着地时脚的旋前或者旋后、脚在地面着地和脚趾离地期间的枢转、跑步方式、跑步速度、循环性、透气性、和/或一个或者多个关节的灵活性，其中若需要，支持或者补偿具体的性能特性，以改善运动员在体育活动期间的表现并且/或者改善所穿用的鞋类在体育活动期间的舒适度。

另外，当针对具体运动员或者运动员的子组定制鞋类时，能够将具体体育活动的性能要求纳入考虑。例如，取决于跑步者是短跑选手还是长跑者，和/或跑步者是否要求在鞋类鞋底上的牵引元件支持围绕转角（例如，在标准室内或者室外运动跑道上）跑步、或者是否主要呈直线地（例如，在公路赛或者慢跑期间）进行跑步，针对跑步者（诸如，跑道跑步者、公路跑步者或者越野跑步者）的牵引作用要求可以不同。鞋类的定制也可以取决于运动员表演时的天气和脚下条件，例如，潮湿/干燥条件和/或软/硬脚下条件需要不同的牵引作用要求。另外，不同的运动可能需要不同形状、尺寸和/或构型的牵引元件（例如，鞋钉、防滑钉或者防滑柱、抓持元件和/或鞋底花纹图案），例如，针对英式足球、美式足球、曲棍球、棒球等的防滑钉都需要不同的防滑钉类型和构型，并且在这些运动中的每一个内不同的位置可能需要牵引元件的不同性能特征。

能够定制鞋类的其他体育活动包括具有大量切入类型运动的活动（例如，篮球、棒球、垒球、英式足球、美式足球、曲棍球、冰球、滑冰、速度滑冰、英式橄榄球、网球、壁球、短柄壁球、滑板运动、自行车运动等），在这些活动中，个人的技术和身体特性能够极大地因人而异，并且在这些活动中，特别定制的牵引元件、支撑元件和/或结构支撑地区能够极大地改善体育运动的个人表现。在形成增强或者支持活动和/或具体运动员的表现特性的独特组合的牵引元件时，还能够考虑其他活动，诸如，跳跃、蹲伏、踢腿、投掷、转向、旋转等。

根据本发明的各个实施例，通过利用分析工具处理特定于运动员（或者运动员群体）的输入参数来生成包括为满足运动员的具体表现和身体特性特别定位和构造的身体元件的设计，能够执行针对运动员的鞋类的定制。然后，可以制造该设计，以生产该运动员特有的鞋类物品和/或鞋类元件。

在图1中示出了用于设计为运动员定制的鞋类物品的鞋底的至少一部分的示例方法。该方法包括以下步骤：获取/确定105与运动员有关的一个或者多个输入参数，并且分析110该输入参数以确定用户的脚的至少一个性能度量。然后，该至少一个性能度量被使用以基于性能度量来确定115用于该运动员的鞋类物品的鞋底的至少一部分的一个或多个结构特性，之后，可以制造120定制的鞋底部分，例如，通过使用增材/快速制造技术，诸如，但不限于，快速制造方法（例如，选择性激光烧结）。

在各个实施例中，（多个）输入参数能够包括实验性能数据、测量的生物计量信息、和/或所选的用户偏好和/或性能信息。（多个）输入参数可以直接涉及用户的脚的至少一部分的一个或多个特性，和/或包括与运动员的腿和/或上身相关联的特性（诸如，身高、体重、腿长、运动能力、损伤等），以及/或者涉及所定制的鞋子所针对的体育活动的性能要求。

在本发明的一个实施例中，用于设计定制鞋子部件的输入参数包括表示在步态周期或者其他体育运动的地面接触阶段的至少一部分期间脚的表现特性的实验数据。在图2中示出了用于获取实验数据的示例系统。在该实施例中，运动员125在包括数据采集设备的环境中进行待定制的鞋子所针对的体育活动（例如，跑道跑步），该数据采集设备设计为捕获且记录表示在体育活动期间运动员125的脚的各种表现特性的数据。在图2的示例中，数据采集设备包括：力板130，其用于捕获在运动员125的脚135与地面145之间的力；以及压力传感器140的阵列，这些压力传感器140位于脚135与地面145之间。压力传感器140可以位于放置在运动员125的鞋子150内的内底中。在替代实施例中，压力传感器140能够嵌入在鞋子150的中底155内，或者，位于鞋子150的地面接触外底157内或者附接至鞋子150的地面接触外底157。替代地或者另外地，压力传感器或者在本文所描述的方法中利用的任何其他传感器能够位于运动员的脚、腿、和/或上身上的任何适当的位置处。在图3中示出了用于运动员125的示例鞋子150，其中示例坐标系160为数据捕获系统提供了定向轴线。鞋子包括鞋帮158和鞋底（包括内底和外底157和中底155），其中脚接纳腔159由鞋帮158和鞋底152限定。鞋子150可以是易穿脱类鞋子或者具有拉紧/紧固机构，诸如，但不限于，鞋带、钩环紧固件、拉链、绳索、弹性元件、按钮、和/或带扣。

在一个实施例中，压力传感器140形成在体育活动期间运动员125穿着的便携式数据捕获系统的一部分，其中压力传感器140位于鞋子150内并且联接至数据捕获系统，该数据捕获系统可以对传感器供电、记录从传感器获取的数据、并且/或者将数据无线发送到数据处理系统以进行分析。在替代实施例中，压力数据捕获系统仅仅可以记录在体育活动期间的压力数据，并且然后在之后某个时间通过无线或者有线连接将数据传送到数据处理系统。在另一替代实施例中，数据处理系统可以位于便携式数据捕获系统内。

在一个实施例中，压力传感器140包括单独传感器元件180的分布，所述单独传感器元件180布置为阵列，用于放置在脚135的脚底与地面140之间（例如，在放置于运动员125的鞋子150内的内底187内）。在图5A和图5B中可以看到示例传感器阵列，图5A示出了具有按照规则分布布置的二百一十九个传感器元件180的阵列，并且图5B示出了具有按照规则分布布置的五十九个传感器元件180的阵列。在替代实施例中，可以利用任何尺寸的传感器阵列（例如，10个、20个、50个、99个、100个、200个、500个等传感器元件180），传感器元件180规则布置或者按照不规则的图案布置（例如，非常重要/高撞击区域包含更多的传感器元件180）。如上所论述的，各个传感器元件180可以形成便携式数据捕获的一部分，该便携式数据捕获包括用于对该系统供电、记录来自各个压力元件180的数据、和/或发送该数据以进行分析的元件。

在一个实施例中，力板130嵌入在地面140内、固定至地面140、或者放置在地面140上，运动员在数据捕获期间在力板140上跑步。在替代实施例中，力传感器可以定位在鞋子150的鞋底上或者其中，并且可以形成便携式数据捕获系统的部分。

在一个实施例中，可以利用与鞋子150的外底155、地面145、脚本身的脚底、或者脚的任何其他适合的要素相关联的单个坐标系来捕获和处理数据。在图4A中示出了具有单个坐标系160的示例实施例。在替代实施例中，可以利用与脚135和鞋子150的各个要素有关的多个坐标系。例如，图4B示出了具有与鞋子150的前脚165相关联的第一坐标系160和与鞋子150的脚跟部分175相关联的第二坐标系170的系统。利用多个坐标系使得采集到的数据能够被处理且能够相对于脚135的脚底或者脚的任何其他适当的要素而被定向在沿着脚135的若干位置处，无论在步态周期的地面接触阶段期间脚如何屈曲。在特定实施例中，这可以相对于特定定制目标所需的性能度量允许更加准确的数据处理和分析，然而在特定实施例中如图4A所示的单个轴系可能足以提供准确的分析结果。

图2的系统允许同时测量在整个步态周期的地面接触阶段中在脚135的脚底上的压力分布和在步态周期的地面接触阶段的至少一部分期间在脚的脚底的至少一部分与地面表面之间的力相互作用二者。在一个实施例中，压力传感器140仅仅测量在地面145与脚135之间的法向压力，同时力板130在坐标系160的所有三个方向上测量在脚135与地面140之间的力，从而允许对在整个地面接触阶段中在脚135与地面140之间的力的大小以及竖直和水平方向两者的计算。测量在脚135的脚底上的法向压力分布和力矢量数据两者允许性能度量的计算以识别在整个地面接触阶段中施加在脚135与地面140之间的力的大小以及在脚135上的多个位置处的该相互作用的方向。

在替代实施例中，压力传感器140可以测量在与脚135相关联的坐标系的所有三个方向（即，法向的、向后的以及侧向的）上的压力，从而允许在不需要单独的三维力测量的情况下获取方向数据。在另一替代实施例中，可以将在脚135的脚底上的法向压力分布数据相对于时间结合，来产生方向矢量数据，该方向矢量数据表示在整个地面接触阶段中在脚135与地面140之间的力的方向，从而再次允许在不需要单独的力板的情况下获取方向数据。

在图6A至图9C中可以看到针对四个不同运动员的示例压力数据。更具体地，图6A、图7A、图8A和图9A示出了在脚着地期间在接近与地面初始接触的点处针对四位运动员的压力分布数据，图6A示出了在直线跑步期间在第一运动员的脚跟（脚跟着地）的区域内针对初始触及地面的压力分布，图7A和图8A示出了在直线跑步期间在第二和第三运动员的脚中段（脚中段着地）的区域内针对初始触及地面的压力分布，以及图9A示出了在直线跑步期间在第四运动员的前脚（前脚着地）的区域内针对初始触及地面的压力分布。相似地，图6B、图7B、图8B和图9B示出了在直线跑步期间在脚着地事件结束时刚好在脚离开地面之前（即，在脚趾离地之前）在四位运动员的脚底上的压力分布。图6C、图7C、图8C和图9C示出了当运动员在标准400米运动跑道上围绕转角跑步时在脚趾离地之前在四位运动员的左脚和右脚两者上的压力分布。图6A至图9C的压力分布图基于从嵌入在各位运动员的鞋子的内底190内的九十九个传感器阵列取得的实验压力数据示出了压力的等高线图（单位千帕（kPa）），各个有阴影的等高线图的（多个）中心195表示垂直于内底190的表面的最高压力的位置，以及没有阴影的部分197表示未测量到巨大法向压力的区域（例如，因为脚的该部分在那时未与地面接触）。

如可见的，压力分布在地面接触的初始脚着地阶段期间对于不同的运动员显著不同，对于脚跟着地的运动员而言，压力中心位于脚跟区域200内，而对于脚中段着地的运动员而言，压力中心分布遍及脚中段区域205，以及对于前脚着地的运动员而言，压力中心位于前脚区域210内。另外，相较于针对脚跟着地者和前脚着地者测量的最大压力读数，位于在脚中段着地的运动员的压力中心处的最大压力读数具有显著更低的最大值，因为初始地面接触时的负载对于脚中段着地者比脚跟和脚趾着地者分布在更大的面积上。

虽然在脚趾离地阶段期间的压力分布更加相似，但是可以再次观察到在运动员之间的压力分布差异，压力中心和压力分布对于不同的运动员显著不同。例如，图7B的运动员表现出在接近第四个脚趾区域215处的压力峰值，其他运动员未观察到此情况，并且各位运动员在其跖骨头区域220（即，与趾骨邻接的跖骨的头）周围表现出不同的压力分布。在跖骨区域处的结果变化是由于例如跑步方式的变化以及各位运动员的跖骨头的形状和构型差异导致的。结果，可以清楚看到，对于不同运动员，在脚与地面之间的相互作用可以显著不同，这取决于例如各位运动员的跑步技术和各位运动员的脚的身体特性。针对给定运动员的地面相互作用的独特特征的该识别可以通过适当的算法来测量和分析，以确保基于运动员自己个体的输入参数来优化设计穿用者的鞋子以增强各位运动员的表现。

在图6C、图7C、图8C和图9C中可以看到在压力分布之间的另外的变化，这些图示出了当运动员在标准400米运动跑道上（在标准的逆时针方向上）围绕转角跑步时在脚趾离地之前在四位运动员的左脚和右脚二者上的压力分布。如可以看到，在各位运动员的左脚和右脚上的压力分布不是完全对称的，在地面与各个脚上的鞋子之间的不同地面相互作用受到运动员的转弯动作的影响。另外，在压力分布不完全对称的情况下，针对各个脚的力测量值显著不同，力朝向弯道的外缘定向（即，在内脚上，力朝向脚的脚背定向，而在外脚上，力朝向脚的外侧定向）。允许在左脚和右脚之间进行定制来弥补这种压力差异和力分布差异可以有益于运动员在需要高速转弯的情况下进行跑步。在各个实施例中，本文描述的方法和系统可以用于针对任何类型的跑道提供定制的鞋类，跑道诸如，但不限于，标准200米跑道或者400米跑道和/或在转弯处和/或沿着直道具有任何倾斜角度的跑道。

在图10A至图10D中可以看到示例原始压力测量数据，这些数据示出了在初始地面接触点处用于四位不同运动员的九十九个压力传感器元件内底的压力数据（单位kPa），图10A示出了脚跟着地的运动员的数据，图10B和图10C示出了两位脚中段着地的运动员的数据集，以及图10D示出了前脚着地的运动员的数据。各个数据集中还示出了在脚着地事件整个过程期间各位运动员的压力矢量189的中心。

在图11A和图11B中可以看到在脚着地事件的整个长度期间从力板130得到的示例力数据，图11A示出了脚跟着地的运动员的力数据，以及图11B示出了脚中段着地的运动员的力数据，在这些曲线图中，竖轴表示在给定轴上测量的力（单位牛顿（N）），而水平轴表示时间（将该时间标准化使得‘0.0’表示初始地面接触并且‘100.0’表示脚趾离地）。对于各个图，竖轴标有“力（N）”的顶部曲线图表示由地面145施加至脚135的力的与地面垂直的垂直分量（即，沿着坐标系160中的‘Z’轴），竖轴标有“力（N-向后）”的中间曲线图表示通过地面145施加至脚135的力的与行进方向平行的水平分量（即，沿着坐标系160中的‘X’轴），以及竖轴标有“力（N-侧向）”的下部曲线图表示通过地面145施加至脚135的力的与行进方向垂直的水平分量（即，坐标系160中的‘Y’轴）。如可见的，对于各个运动员来说，在脚135与地面145之间的力在脚着地事件的长度期间显著地改变，并且对于脚跟着地式跑步运动和脚中段着地式跑步运动显著不同。

在一个实施例中，多个压力传感器可以定位在地面上，而非嵌入在脚的一部分中或者附接至脚的一部分，传感器测量脚在其与位于地面上的传感器阵列接触时施加的压力。

在各个实施例中，实验数据可以包括除了由图2的系统捕获的压力和/或力数据之外或者替代由图2的系统捕获的压力和/或力数据的其他测量值。这种测量系统可以包括用于测量如下要素的传感器：诸如，但不限于，位置、速率、加速度、旋转速率、旋转加速度、脚的至少一部分的形状变化、摩擦、质量分布、能量分布、应力、应变、温度、变形、水分含量、和/或事件发生经过的时间。除了测量与在脚135与地面140之间的相互作用相关联的力/压力矢量之外或者替代测量与在脚135与地面140之间的相互作用相关联的力/压力矢量，这样的传感器可以用于测量如下事件：诸如，地面接触时间、初始脚着地位置、脚趾离地位置、旋前/旋后特性、和/或在步态周期或者其他体育运动的地面接触阶段的至少一部分期间用户的脚的至少一部分的形状和/或位置变化。在美国专利公开号2013-0041617 Al中描述了一种适于识别与运动员在体育活动期间的表现（诸如，但不限于，脚着地位置）相关联的参数的示例便携式系统，其全部公开内容通过引用并入本文中。

与本文描述的方法和系统一起使用的（多个）各种传感器可以包括或者大体主要由以下构成：加速计、压力传感器、力传感器、光学应力/应变传感器、温度传感器、化学传感器、全球定位系统、压电传感器、旋转位置传感器、磁力计、陀螺传感器、心率传感器、和/或测角仪。在本发明的各个实施例中，还可以利用其他传感器，诸如，但不限于，心电图传感器、皮肤电阻图仪传感器、脑电图仪传感器、肌电图仪传感器、反馈温度计传感器、光体积描记器传感器、和/或呼吸描记器传感器。例如，可以使用适于测量皮肤电导因子的任何适当的传感器（例如，皮肤电流反应（GSR）、皮肤电反应（EDR）、心理肤电反射（PGR）、皮肤电导反应（SCR）或者皮肤电导水平（SCL）传感器）来测量与人体内的水分有关的参数。

例如，本发明的一个实施例可以包括在鞋子的鞋底上的一个或者多个剪应力传感器，分布式剪应力测量值提供了表示在脚135与地面140之间的相互作用的方向的方向数据。在鞋子上的鞋底上的应力和/或应变测量值还可以用于确定在脚着地事件期间鞋子和脚的屈曲。除了压力和/或力数据之外或者替代压力和/或力数据，可以使用该数据来确定在脚着地事件期间在脚135与地面140之间的相互作用的大小和方向。

测量选项的以上列表不是限制性的，并且在本发明的各个实施例中，可以利用任何适当的传感器或者传感器的组合来捕获表示运动员125在进行体育活动时的表现的数据，该数据被用作分析运动员的特定表现特点的输入参数，以允许设计定制的鞋类元件。更具体地，通过上面的测量选项所识别的表现特性和数据集中的每个可以取决于运动员的具体运动技术和身体特性而显著地改变，且因此，这些要素中的任一者的测量可以极其有助于识别可用于为特定运动员定制鞋子的性能度量。

可以按照任何适当的速率对针对本文描述的任何实验测量采集的数据进行采样，但是一般而言，按照足以充分地捕获在整个步态周期的地面接触部分中的一系列测量值的速率，以允许针对运动员所要求的准确度的定制。在各个示例中，可以利用约10 Hz、20 Hz、50 Hz、100 Hz或者200Hz的采样速率，然而，如若适当，也可以使用不同的速率以及更大或者更小的速率。在一个实施例中，可以对任何适当数量的脚着地事件来求所采集的数据的平均值，以提供运动员的表现特性的平均表示。在一个实施例中，可以使用任何适当的滤波技术（例如，高通、低通和/或巴特沃斯（Butterworth）滤波）来对原始数据进行滤波，以滤除不必要的信息并且确保在定制算法中仅仅分析适当的数据。例如，在一个实施例中，可以对结果应用高通型滤波，以滤除在设置大小以下的数据，并且仅仅允许在定制设计算法中处理更高大小的数据。另外，可以对数据应用各种形式的数据平滑，以提供对结果的进一步滤波（例如，在牵引元件的布置需要构造成控制相邻的牵引元件之间的尺寸、形状、定向等的差异的情况下）。

在一个实施例中，除了本文描述的实验数据之外或者替代本文描述的实验数据，针对定制设计过程的输入参数可以包括运动员125的脚135的一个或多个身体特性。这些身体特性可以包括，但不限于，脚和/或身体的生理结构特性，诸如，形状、尺寸、磨损模式、损伤轮廓、骨骼结构、韧带结构、汗腺分布、水分含量、循环布置或者度量、肌肉活性、摩擦度量、血压、心率、体积变化、水合程度、排汗水平、韧带结构、脚趾形状和/或分布（例如，脚趾的长度和相对位置、跖骨头的相对位置等）、足弓形状、和/或脚跟形状（例如，跟骨形状）中的至少一个。例如，可以通过自动化2D或者3D扫描装置来手动地测量、扫描并且记录这些身体特性，或者通过对脚135的摄影图像进行3D处理来确定这些身体特性。

在图12A至图16A中可以看到用于分析输入参数，并且更具体地，诸如法向压力分布数据和三个分量数据的输入参数的示例方法，以产生待用于鞋类的定制中的性能度量。在该实施例中，可以处理压力数据和力数据，并且将它们相乘，以形成表示在脚的整个脚底面积上在地面145与脚135之间的相互作用的矢量（同时具有大小和方向），将由此产生的矢量用于识别最满足个体运动员的要求的鞋类的结构特性的位置和分布。

图12A至12C示出了使用图5B的内底187由压力传感器元件180测量的压力数据的示意表示，图12A示出了针对脚跟着地的运动员在初始地面接触时或者其附近的压力测量值，图12B示出了该运动员在接近地面接触阶段的中点处的压力测量值，以及图12C示出了该运动员刚好在脚趾离地之前的压力测量值。垂直于内底187的表面的压力的大小通过放置在各个传感器元件180上的阴影圆225的尺寸来表示，圆越大表示压力越大，且圆越小表示压力越小。如可看到，测量值示出了，在整个地面接触事件期间，压力从接近内底的脚跟190（在初始脚跟着地时）处，移动经过脚中段区域205，并且向前移动到前脚区域207（在脚趾离地时）。如上所论述的，压力大小和分布的具体变化对于不同的运动员可能极大地改变。虽然在图12A至图12C中仅仅示出了脚着地事件内的三个时间步骤，但是在输入参数的整个分析中可以取决于所利用的测量装置的采用速率和所利用的处理算法的要求而使用任何适当数量的时间步骤。

图13A至图13C示出了与图12A至图12C中的压力数据相同的压力数据，只是增加了在那个时间由力板140测量的由脚135施加在地面145上的力的水平分量230（该力的水平分量由示出了力的水平分量的方向的矢量230表示，力的相对大小由矢量的长度表示）。如可看到，对于所表示的脚跟着地式地面接触，脚135在初始脚着地时大体上在脚的行进方向上施加了相对较大的力，在脚着地事件的中间期间施加了相对较小的水平力，以及在脚趾离地时在与行进方向相反的方向上施加了大体向后的相对较大的力。

然后，可以处理压力和力数据来确定待用于定制的适当的性能度量。在该实施例中，将各个点处的压力数据乘以在该时间处的力矢量，来产生表示在脚着地事件内的各个时间步骤处在脚的脚底上的各个点处的脚/地面相互作用的矢量，以根据以下公式获取性能度量矢量（PMV）：

PMV_{在各个时间步骤处}= {C₁ × 压力 × 力}_{在各个时间步骤处}的函数

其中，C₁是适当的乘法/调节因子。

图14A至图14C示出了使用图13A至图13C的数据计算所得到的性能度量矢量235，各个点处的压力数据由圆225表示，矢量235的长度表示矢量的大小。图15A至图15C示出了在三个示出的时间步骤中的性能度量矢量235，图中移除了所有其他信息。一旦已经为各个时间步骤计算出了性能度量矢量235，在一个实施例中，可以根据以下函数通过对各个时间步骤的在各个位置处的各个性能度量矢量求和，来确定在脚底上的各个位置处的最终性能度量：

PMV_总计 = [C₂ × PMV{t₁, _t2, t₃, ... t_N}]之和

其中，C₂是适当的乘法/调节因子。

在图16A中可以看到所得到的性能度量矢量（PMV）的分布，各个矢量240表示在脚底上的该位置处在各个时间步骤的性能度量矢量的总和。这些矢量240提供了对在地面接触事件过程期间在地面145与脚135之间的相互作用的水平分量的大小和方向的指示。

在各个实施例中，可以使用校正因子C₁和C₂对结果进行加权和/或调节，以确保所得到的性能度量矢量表示在分析中重要的表现特性。例如，可以使用校正因子，以确保在各个位置处的结果集中于在该位置处在脚底的峰值负载期间矢量的大小和方向，同时滤除在着地事件的低负载时间段期间的大小和方向结果。在替代实施例中，不需要校正因子。

一旦已经生成性能度量矢量，就可以利用该信息，以基于性能度量来确定用于用户的鞋类物品的鞋底的至少一部分的结构特性。例如，对于待定制鞋类以改善在地面接触事件期间的牵引作用的实施例中，可以使用性能度量矢量来在鞋子（或者其部分）的外底或者接触地面的中底部分的表面上定向和分布牵引元件，牵引元件的尺寸、形状和/或分布取决于在外底的具体区域中的性能度量矢量的大小。在图16B和图16C中可以看到用于鞋类物品的示例外底，该外底包括基于图16A的性能度量矢量240定制的牵引元件245。

在图16B中，牵引元件245布置为规则图案，该图案与在测量输入参数期间利用的压力传感器元件180的位置相对应。在替代实施例（诸如在图16C中示出的实施例）中，牵引元件245可以位于任何规则或者非规则图案中，而不取决于在测量输入参数期间利用的压力传感器元件180的具体位置。

可以不对称地构造牵引元件245，使得它们包括前缘250和后缘255，当牵引元件被定向为使得前缘250垂直于性能度量矢量的方向时，由牵引元件245提供的牵引力被优化，从而在对具体运动员的表现最重要的方向上提供定制且优化的牵引作用。在图17A至图18中示出了各个示例的在方向上定向的牵引元件245，各个牵引元件245具有优选的定向，其中前缘250（细长边缘或者点）被定向在针对具体运动员的性能度量矢量的方向上。

牵引元件245的各个实施例可以包括底切257，该底切257被设计为产生更尖锐的前缘250，从而改善在面朝前缘250的方向上的牵引作用。底切257的尺寸和形状还可以影响且控制牵引元件245在地面相互作用期间的柔性，底切257越大，产生的牵引元件245越薄，且因此更具柔性（针对倾斜背部259的相同构型）。牵引元件245的特定实施例可以包括倾斜背部259，该倾斜背部259可以潜在地减小由牵引元件245在面朝倾斜背部259的方向上产生的牵引作用。结果，可以定制牵引作用，以在特定方向（例如，与在脚着地事件期间在脚上的各个位置处的地面相互作用相关联的方向）上产生更大的牵引作用，而在不需要高牵引作用并且事实上高的牵引作用可能对性能不利的方向上，减小牵引作用，且因此减小摩擦。牵引元件245的谨慎成形也可以允许所用材料的最小化（且因此，所需材料的重量的最小化），而不会损害牵引元件245的性能。

在一个实施例中，牵引元件245可以定制为使得牵引元件245的尺寸取决于在该区域中的性能度量矢量的大小和/或方向而改变。替代地或者另外地，牵引元件245的数量可以取决于该区域中的性能度量矢量的大小和/或方向而改变，例如，更大数量的牵引元件245聚集在性能度量矢量大小高的区域中。在各个实施例中，取决于讨论中的体育活动所要求的具体性能特性和/或运动员的美学和/或性能偏好，可以利用任何适当分布的牵引元件、鞋底花纹图案、和/或鞋钉图案、以及牵引元件/鞋底花纹/鞋钉定向、形状、和/或构型来定制外底。

本发明的各个实施例可以包括处理输入参数信息以获取用于定制鞋子的性能度量信息的不同的和/或另外的方法。例如，代替提供在脚的脚底上的各个测量位置处的单独的性能度量矢量，可以在具有不同的性能度量矢量的若干预定地区（例如，脚跟地区、脚中段地区和前脚地区）上对该信息进行平均，且因此针对每个不同的地区具有不同尺寸和定向的牵引元件，以及相同定向和尺寸的牵引元件分布遍及各个地区。例如，这可以通过如下实现：使用在各个时间步骤中的原始压力分布数据来估计针对该时间步骤的压力中心，且然后使用针对各个时间步骤的压力中心数据来生成矢量，以便针对个体运动员的脚着地提供压力中心矢量。与分布式压力数据一样，压力中心数据对于不同的运动员可能极大地不同，且因此可以提供有价值的区分信息，以允许针对具体运动员对鞋类进行定制。

在图19A至图21B中可以看到针对各种脚着地类型的示例示意性压力中心矢量250，针对脚跟着地者（图19A和图19B）、脚中段着地者（图20A和图20B）和前脚着地者（图21A和图21B）示出了压力中心矢量250，连同代表性的力矢量230和总计压力测量值255。在图22A和图22B中可以看到示例地区260，其中，在定制过程中利用针对沿着压力中心矢量250的各个位置的性能度量矢量，图22A示出了分为八个单独区域260的鞋底265，八个单独地区260沿着鞋底265的长度平均地划分，以及图22B示出了覆盖鞋底265的具有不同长度和形状的七个地区260。在各个实施例中，可以取决于所要求的定制水平而利用地区260的任何分布。

在一个实施例中，可以进一步分析性能度量信息（例如，性能度量矢量），来确定在外底内的牵引元件的分布细节。可用于分析输入参数和/或性能度量信息以设计定制的鞋类元件的示例几何和数学建模技术可以包括，但不限于，圆填充、狄洛尼三角剖分、和/或沃罗诺伊分解（Voronoi decomposition）（或者，沃罗诺伊细化（Voronoi tessellation）/沃罗诺伊图）。

如图23A所示的示例分析方法包括使用圆填充，由此可以优化在给定表面（例如，鞋子鞋底265）上尺寸相等或者不等的圆280的布置，使得不发生重叠，并且使得所有圆280彼此相接。可以根据系统的具体要求，来控制圆的数量、圆的尺寸（尺寸统一或者不同）、以及圆的局部分布。在一个实施例中，可以将性能度量信息（例如，在整个鞋底的各个位置处的性能度量矢量的大小）用作对圆填充算法的输入，在给定区域中的性能度量矢量的大小控制在该区域中的圆280的尺寸和/或数量。将控制输入，诸如但不限于，待分布遍及鞋底265的圆280的数量和/或待分布遍及鞋底265的圆的最大和最小尺寸用作额外输入允许圆填充算法处理性能度量信息，以基于利用例如定位于各个圆280中心处的牵引元件245提供的具体输入来生成牵引元件245的优化分布。

如图23B所示的另一种分析方法包括使用狄洛尼三角剖分，以通过输入参数数据和/或性能度量数据的优化三角剖分，将牵引元件245分布在鞋底265内的最佳位置处。在该分析方法中，可以利用原始输入参数数据和/或性能度量数据，来形成最佳分布遍及鞋底265的多个三角形285，其后，牵引元件位于各个三角形285的中央顶点处。另一种有关的分析方法包括使用沃罗诺伊细化，其是一种将空间分为多个区域的方法，在这些区域中，预先规定多个点（也称为种子、部位或者发生器），并且在这些区域中，该算法导致利用种子点来生成多个沃罗诺伊顶点或者节点290，这些沃罗诺伊顶点或者节点表示与三个（或者更多个）位置等距的点。将输入参数数据和/或性能度量数据用作沃罗诺伊细化算法的控制要素允许沃罗诺伊单元295（节点之间的区域）的形成和分布，可以对这些沃罗诺伊单元295进行优化以识别出用于牵引元件245的位置。

除了将表示脚的表现特性和/或用户的脚的身体特性的实验数据用作输入参数之外，可以使用运动员的基于美学和/或性能的偏好，来帮助对鞋类进行定制。例如，要素，诸如但不限于，牵引元件的尺寸、分布和形状、所需牵引作用水平、鞋类的耐用性、鞋类的柔性、和/或鞋类的重量的重要性根据不同的运动员可以有所不同。结果，本发明的一个实施例允许运动员根据各个可控制的基于用户偏好的输入参数或者选择标准的相关重要性来控制定制的鞋类的设计。在该实施例中，使用实验性能数据和/或身体特性数据来形成带有牵引元件的基准定制的鞋底，牵引元件分布为针对具体用户优化牵引作用。然后，可以修改该基准定制，例如，通过减小牵引元件的尺寸和/或在牵引元件之间形成空穴以减小重量（在低重量比改善的牵引作用对于运动员更为重要的情况下），以满足用户偏好，或者以改变牵引元件的形状、尺寸和分布，其中，一种具体牵引元件类型被认为对于运动员而言更加舒适、性能更好和/或在美学上更加令人愉悦。在一个实施例中，可以根据脚底条件和表面、天气情况和/或正在进行的体育活动，来选择不同的牵引元件和鞋钉形状。另外，由于直线跑步和绕曲线跑步针对运动员和该运动员的 每个鞋子产生不同的性能度量，所以运动员可以选择由直线跑步输入参数数据和曲线跑步输入参数数据对牵引元件分布和定向进行加权的程度作为输入参数。在一个实施例中，针对不同的竞赛（例如，对于短跑、中等距离事件、长距离事件、跨栏赛跑事件等），可能需要或者优选不同的性能要求和牵引要求。

在一个实施例中，鞋子可以适于接纳可拆卸的并且可互换的外底元件（例如，外底鞋钉板）或者地面接触中底元件，从而允许通过根据运动员的具体要求更换外底元件来调节鞋子的牵引作用。例如，运动员可以具有针对各种天气状况、脚下条件、竞赛和其他相关参数而定制的若干不同的外底元件，运动员自由选择针对具体事件的最适合的鞋钉板。

在一个实施例中，鞋类的外底的定制的物理特性可以包括鞋底花纹图案，或者主要由鞋底花纹图案构成，对具体的图案形状和定向进行定制，以满足具体运动员的具体性能度量信息和用户偏好信息。

在一个实施例中，可以通过形成腔或者空穴从外底的仔细选择的区域中移除材料来减轻重量。空穴可以策略性地放置以仅仅位于需要较少牵引作用的区域中（诸如，对于脚跟着地者而言在脚中段区域中）和/或位于在其处添加空穴不会对外底的结构完整性产生不利影响的区域中。空穴和/或腔的形成也可以形成柔性增加的区域，这可以对用于某些运动员的鞋类的性能产生有利影响。

在图24A至图24C中示出了鞋类外底，并且更具体地，用于跑道鞋钉鞋子的外底板的示例构型。所示三个板中的每一个都是由相同的输入参数和性能度量生成的，完成的设计和构型的变化基于不同用户偏好的选择。在图24A的实施例中，例如，板300被设计有规则分布的牵引元件305和空穴310，每个牵引元件305的尺寸基于在该区域中的性能度量数据的大小。另外，设置用户偏好，使牵引作用成为相对重要的因素，而减轻重量不那么重要，从而产生更多数量的牵引元件305和更少数量的减重空穴310。

在图24B的实施例中，板315被设计有不规则的牵引元件320和空穴310分布，牵引元件320的尺寸与该区域中的性能度量数据的大小直接相关，且重点更放在低重量和更高柔性上，从而产生更多数量的空穴，尤其是在脚中段区域325内。在图24C的实施例中，板330被设计有不规则分布的牵引元件335，牵引元件335以更紧密的形式一起聚集在性能度量数据大小高的区域中（诸如，在前脚区域345的中央部分340中）。

在图25A至图25E中可以看到针对单组输入参数和性能度量基于用户偏好标准变化的定制设计的变化的其他示例。例如，图25A和图25B示出了具有相同输入参数和性能度量的两个板（350、355），但是板350被设计成降低重量（通过增加空穴310的分布和尺寸，尤其是在性能度量数据的大小较低的前脚区域370的外缘365和脚中段区域360内），而板355在牵引力设置为比重量减轻更重要的参数的情况下被设计（从而产生更少空穴310和更多牵引元件380）。

相似地，图25C和图25D示出了针对与图5A和图25B相同的输入参数和性能度量具有不同的设计构型的板（400、405），板（400、405）的牵引元件380的尺寸受限于设置尺寸，该设置尺寸比在图25A和图25B的实施例中允许的尺寸更小，以及牵引元件380一起更紧密地聚集在具有大的性能度量数据大小的区域中。再次将板（400、405）设计为具有相同的特性，但是板400的重点在于低重量而非高牵引力，而板405相比于板400在更大程度上强调牵引力，从而产生更少的空穴310。

图25E示出了使用与图5A和图25D相同的输入参数和性能度量设计的外底板410的另一构型。在该实施例中，已经将选择标准设置为减少牵引元件380的数量，但是允许在与更大大小的性能度量结果相对应的区域中显著增加牵引元件380的尺寸。再次，已经将选择标准设置为通过增加空穴310分布和尺寸，尤其是在脚中段区域360以及性能度量数据的大小较低的前脚区域370的外缘365内，来减轻重量。在各个替代实施例中，可以通过与若干性能和美学方面（诸如，但不限于，牵引元件和/或空穴的尺寸、形状、分布、数量、和/或尺寸变化）相关的若干选择标准来控制牵引元件380和空穴310的分布。

在一个实施例中，如图24A至图25E所示，可以将包括牵引元件的鞋底板形成为带有从板延伸的牵引元件和形成在板的某些部分内的空穴或者腔的板状结构。在替代实施例中，如图26A至图31B所示，可以将鞋底板形成为具有网状结构的互连元件（例如，杆）415的多个牵引元件，所述多个互连元件415连接牵引元件，在另一替代实施例中，可以以适当的方式将板形成为具有满足穿用者的性能需求的需要的结构要求。

图26A和图26B示出了使用相同的用户选择标准（例如，牵引元件形状、尺寸、分布等）和相同的板结构（具有在网状或者格子结构中连接各个牵引元件430的杆415）但却利用来自两个不同的运动员的输入参数（例如，压力数据和力数据）和性能度量（例如，基于预先选择的算法而分析且处理的输入数据）被设计的板（420、425）。如可看到，由于由不同运动员生成的不同的输入参数，所以用于处理输入参数，甚至对于相同用户选择标准的算法产生了不同的牵引元件430分布。具有杆415或者其他细长元件的网状结构的添加允许并入结构元件，所述结构元件被设计成取决于细长元件的形状、厚度和定向来提供受控的稳定性、柔性/刚度、支撑、和/或保护。

在一个实施例中，用于跑道鞋钉式跑步鞋的外底板可以形成有安装元件，这些安装元件允许除了与板一体形成的牵引元件之外将可拆卸式鞋钉安装至板，以提供另外的牵引作用。取决于所需的具体的鞋钉和鞋钉构型，这些安装元件可以具有任何尺寸、形状和构型。在各个实施例中，可以将任何数量的鞋钉安装至板，许多跑道运动员利用3、4、5或者6个鞋钉。在图27中示出了用于具有用于跑道鞋钉的安装元件445的跑道鞋钉式鞋子的示例外底板440。

在一个实施例中，可以将板形成为导致在运动员围绕弯道跑步时在地面与左脚和右脚的鞋子之间的不同地面相互作用。在图28A和图28B中可以看到用于左脚的鞋子450和右脚的鞋子455的示例板，每个脚的不同的输入参数（例如，压力数据和力数据）导致用于每个板的不同的牵引元件460构型。在一个实施例中，特别适于围绕弯道跑步的一双鞋子可包括定制的鞋底板和专门设计且可能定制的鞋帮，诸如，在美国专利公开号2010/0229426中描述的鞋帮，其全部公开内容通过引用并入本文中。在图29A和图29B中可以看到由在弯道跑步期间取得的输入参数设计的另一双外底板（462、465），针对与图28A和图28B不同的鞋底板形状以及不同运动员的输入参数来校准结果。在各个实施例中，可以设计处理算法，以取决于鞋子的具体形状将牵引元件和/空穴分布在任何形状的板或者外底的表面中。

在图30A至图31B中示出了利用在直线跑步期间取得的输入参数测量值的一双外底板（470、475），在平面图和透视图二者中示出了左脚板470和右脚板475。如图31A和图31B中所示，可以将板（470、475）形成为带有从其延伸的牵引元件480的大体上平整的结构。在替代实施例中，诸如在图27中示出的鞋底板440，可以将板制造为弯曲的或者带角度的轮廓，以允许板与鞋底或者其部分（例如，具有弯曲的或者带角度的下表面轮廓的外底）配合。在各个替代实施例中，可以设计任何适当形状的鞋底板或者外底元件。

在本发明的一个实施例中，可以利用输入参数来确定性能度量，除了具有牵引元件的地面接触结构之外，或者替代具有牵引元件的地面接触结构，该性能度量可以用于设计定制的中底或者定制的中底部件（例如，脚跟垫和/或前脚插入式部件）。在图32A至图32C中可以看到由分析压力和力测量输入参数数据设计的示例中底。在该实施例中，中底500被形成为格子或者网状结构，其具有在节点510之间延伸的多个细长元件505。通过从具体运动员的输入参数获得的性能度量数据和该运动员的选择标准，来确定细长元件505和节点510在格子结构中的分布。更具体地，可以将细长元件505和节点510布置为在中底500的不同区域中提供支撑增加或者降低、缓冲作用增加或者降低、和/或稳定性增加或者降低的地区。

在图32A至图32C的实施例中，格子结构布置为使更多的节点510和更短的细长元件505定位在具有高性能度量值的区域中，从而在这些区域中，诸如在接近运动员520的跖骨头的位置的中央前脚区域515中，提供额外的结构支撑。在各个实施例中，可以通过指定格子结构的各个方面，诸如，但不限于，每个细长元件505的长度、每个细长元件505的厚度、每个细长元件505的密度、和/或用于每个细长元件505的（多种）材料，来控制格子结构的性质。另外，也可以控制如下性质，诸如，但不限于，节点510的尺寸、形状、密度和/或（多种）材料，以确保满足中底500的特定性能特性。在图32A至图32C的实施例中，细长元件505和节点510形成三角形结构，在替代实施例中，可以利用任何适当的结构形式。在一个实施例中，细长元件505和节点510形成多个多面体形状，诸如，但不限于，四面体（即，具有四个三角形面的多面体）、立方体、八面体、十二面体、二十面体等。例如，可以由形成多个四面体形状的“单元”的细长元件505的阵来形成中底500或者其部分。在整个中底500中，这些单元的相对尺寸、形状和结构性质可以有所不同，以向鞋子的不同区域赋予不同的结构特性。

诸如图32A至图32C的格子结构的结构对于运动员的益处可能在于，其允许鞋底部件（例如，中底或者中底元件）的定制设计以满足运动员的性能要求，同时也通过允许在细长元件505与节点510之间具有敞开腔的敞开网状构造来最小化重量。在一个实施例中，格子结构可以保留为敞开结构。在替代实施例中，可以将材料（例如，轻质泡沫）注入到格子结构中来填充敞开腔，从而提供额外的结构支撑。

在一个实施例中，可以通过数学算法，诸如，但不限于，圆填充、狄洛尼三角剖分、体积网格划分、和/或沃罗诺伊分解，对性能度量数据进行处理，来形成中底格子结构的设计。在图32D中示出了使用沃罗诺伊分解分析运动员的性能度量数据的用于中底的示例结构构造，在图33中示出了用于计算在该分析中使用的中底网格的性能度量数据，其表示为标量六面体压力映射分布。在该实施例中，用等高线图527表示在鞋类物品的鞋底的体积表示内的压力分布，根据针对特定运动员所取得的压力测量值，高压力区域528和低压力区域529围绕该体积分布。

在图34A至图34F中示出了根据本文描述的方法和系统设计和构造的另一示例中底。在该实施例中，中底530包括具有翘曲脚趾部分540的前脚区域535、脚中段区域545和脚跟区域550。中底530还包括用于接合鞋子的鞋帮的上表面555和用于接合鞋子的外底和/或提供地面接触表面的下表面560（不需要提供额外的一个或多个外底元件）。中底530还包括侧壁565，该侧壁565在组装到成品鞋子中时可以暴露出来，或者，在组装到成品鞋子中时可以全部地或者部分地被透明或者不透明的覆盖元件覆盖。中底530的结构包括在多个节点575处连接的多个细长元件570，组合的细长元件570和节点575形成多个敞开的三角形结构段580。如上论述的，可以基于针对给定运动员的具体性能度量来定制细长元件570和节点575的具体布置，从而中底530为具体运动员提供定制的缓冲作用、支撑和柔性（以及其他可能的性能优势）。

在各个实施例中，在形成之后，可以向该结构添加任何适当的外皮、覆盖件和/或包封件，来为该结构或者其部分提供外表面覆盖件。这可以为该结构提供保护，防止该结构被泥、水等堵塞，向该结构提供额外的结构性质，和/或向该结构提供独特的美观元件。可以由任何适当的材料，诸如，但不限于，热塑性聚氨酯（TPU）的、热塑性弹性体（TPE）的和/或针织的、编织的或者无纺布的织物，来制造外皮/覆盖件。

可以将上表面555粘合、缝合、或者以其他方式附接至鞋子的鞋帮，并且例如，附接至用于鞋子的鞋帮的斯特罗贝尔板（strobel board）。在特定实施例中，可以将内底放置在成品鞋子中的中底530上方，以在中底530与鞋子的穿用者的脚之间提供单独的层。在特定实施例中，除了单独的内底部件之外，或者替代单独的内底部件，定位在上表面555上方、上表面555附接至其的斯特罗贝尔板在中底530与穿用者的脚之间提供了材料层。在替代实施例中，将上表面555仅仅在边缘处附接至鞋帮，在中底530与成品鞋子的穿用者的脚之间无斯特罗贝尔板、内底或者其他材料层。

在图34A至图34F的实施例中，上表面530包括多个空穴585，这些空穴585可以减轻中底530的重量，并且在中底530与鞋子的鞋帮之间提供透气性。空穴585可以布置为任何特定的图案，并且可以是任何适当的形状，这取决于鞋类的具体性能、透气性和重量要求。在一个实施例中，可以基于运动员的具体性能度量来确定空穴585的位置、尺寸和形状，从而提供定制的透气性和负载分布板。在一个实施例中，上表面555在其中可以不具有任何空穴585，例如，这对于提供鞋帮可以粘结到其上的额外表面面积可能是有益的，并且在不期望或不需要额外的透气性的实施例中（例如，在防水鞋类中）也可能是有益的。在一个实施例中，可以具体地针对给定运动员的脚形状构造上表面555的形状的轮廓，从而为该运动员提供量身定制。

中底530的下表面560包括多个平整的下接触表面590，在本发明的各个实施例中，该下接触表面590可以提供表面，一个或者多个外底元件可以固定（例如，通过粘合）在该表面上，或者该下接触表面590可以提供用于中底530的直接地面接触表面。通过分析并且应用个体运动员的输入参数、性能度量、和/或选择标准，这些下接触表面590的形状、尺寸和构型可以被标准化，或者可以被定制。在替代实施例中，下表面560可以是实心、无空穴的表面。在图35中可以看到本发明的另一实施例，包括中底530，该中底530具有从底表面560延伸的多个牵引元件595。在该实施例中，牵引元件595的底表面600提供了用于中底530的直接地面接触表面，从而允许中底530在无需添加额外的外底元件的情况下起作用。

在一个实施例中，可以利用输入参数和算法来设计用于鞋子的内底，内底针对运动员的具体身体特性被定制，并且内底的结构被设计为向运动员提供定制的体验和/或性能特性。在替代实施例中，本文描述的方法和系统可以用于设计和制造任何外底、中底和/或内底结构和部件，诸如，但不限于，整个外底、中底和/或内底、插入件，其放置在外底、中底和/或内底内（例如，在鞋子的前脚、脚中段和/或脚跟内，和/或在鞋子的内侧、侧向侧和/或中央部分中。在一个实施例中，除了定制的鞋底元件之外，或者替代定制的鞋底元件，本文描述的方法和系统可以用于形成定制的鞋帮和/或鞋帮部分。

在图35A至图35E中示出了示例鞋子610，该鞋子610包括根据本文描述的方法和过程制造成单个整体结构的鞋底615和鞋帮620。在该实施例中，鞋底615包括由多个邻接的圆形元件630形成的中底625，该圆形元件630间隔开以形成敞开网状结构。鞋帮620与鞋底615一体形成以创建形成鞋子610的整体结构，鞋帮620包括形成鞋帮620的大部分的链接的网格状部分635，其包括鞋舌640，支撑元件645在高应变区域中（例如，在脚中段区域650和脚跟区域655中）提供了额外的结构支撑。在替代实施例中，定制的整体构造仅仅可以形成鞋子的鞋底和/或鞋帮的具体区域，额外的材料和结构元件被附接至定制结构。在各个实施例中，鞋子610可以构造有任何适当的闭合机构，该闭合机构沿着鞋帮和/或鞋底元件形成或者在形成之后附接至鞋子。在一个实施例中，可以在增材制造过程中形成钩环式布置的两侧，所得的钩环结构在制造之后可分隔开，以提供闭合机构。

在一个实施例中，可以通过本文描述的方法（例如，通过增材制造）来形成鞋帮或者其（多个）部分，并且之后，将鞋帮或者其（多个）部分热焊接、熔合、粘结或者以其他方式附接至织物或者其他材料以形成成品部件。在一个实施例中，可以通过增材制造来形成用于鞋帮的平整的帮壳，且之后，将帮壳热压（或者以其他方式粘结或者附接）至织物以形成成品鞋帮。在一个实施例中，可以形成成形模具/热压形式（与帮壳一起或者与帮壳分开），其然后可以用于确保帮壳的结构限定（例如，凸起部分）不会在热压过程期间失去。

利用本文描述的方法和过程，可以基于运动员的具体输入参数、性能度量和/或选择标准来定制鞋子610的鞋底615和/或鞋帮620的任何元件，以产生完全定制的鞋子。例如，可以基于运动员的输入参数来定制支撑元件645的位置、尺寸、形状、图案、结构和材料性质，以提供尤其满足运动员的跑步方式、脚形、性能要求和美学要求的支撑件。另外，还可以基于运动员的输入参数来定制，诸如但不限于，网格状部分635的位置、尺寸、形状、图案、结构和材料性质等要素，以提供尤其满足运动员的跑步方式、脚形、性能要求和美学要求的支撑件。在替代实施例中，鞋底615和/或鞋帮620的元件可以以具有任何适当的尺寸（例如，形状和尺寸）、结构、材料性质（例如，密度）的任何适当的敞开或者闭合结构形成，以产生个体运动员的具体性能和美学要求。

在各个实施例中，本文描述的任何传感器和测量值可以用于提供适当的输入参数，其取决于运动员的具体要求用于定制整个鞋子610，或者单独定制鞋底615和/或鞋帮620（或者，其有限区域）。鞋子可针对其被定制的因素包括但不限于，运动员的表现和技术、运动员的脚的身体结构、损伤预防和/或保护、重量考虑、支撑考虑、和/或美学考虑。在一个示例实施例中，在测量输入参数期间，可以将应力/应变计放置在运动员的鞋子的鞋帮上，以识别在个体运动员的步态周期期间经受高和低应力/应变的鞋帮的区域，本文描述的算法和方法使用该信息来识别针对该运动员需要更多支撑的定制的鞋帮的区域和不需要太多支撑的鞋帮区域（并且，因此，可以由更轻的和/或更加柔软的材料以及/或者材料结构来构造这些区域）。

在替代实施例中，可以通过使用光学相机在体育运动期间对脚/鞋子进行扫描（或者其他适当的扫描或者测量技术），来采集应力/应变数据，在脚/鞋子上的标记提供对脚的多个部分的相对定位以及该相对定位随着时间发生的变化的识别。对相对位置变化的分析可以用于计算在体育运动期间在鞋子/脚的各个区域处的应力和应变。

在图37A至图37D中可以看到使用本文描述的方法和材料而形成的另一示例中底。在该实施例中，中底500被形成为格子或者网状结构，其具有在节点（连接位置）510之间延伸的多个细长元件505。在一个实施例中，可以通过由从具体运动员（或者运动员的群体）的输入参数和该运动员（或者运动员的群体）的选择标准获得的性能度量数据来确定细长元件505和节点510在格子结构内的分布。替代地，可以更一般地形成格子结构，来为一类运动员提供标准化的支撑和性能要求。在该实施例中，格子结构（或者，体积网格结构）由阵构成，该阵包括一系列四面体，该四面体包括共用相邻元件的六边形单元705。在该实施例中，通过将四面体的各个面的中心点连接至各个侧面的中点来形成结构。

在各个实施例中，可以利用多面体或者任何适当的尺寸、形状和结构关系，以基于性能和美学考虑，形成向鞋子鞋底或者其部分的不同区域提供所需水平的支撑、柔性、缓冲作用和其他结构、性能和/或美学参数的单元的格子。可用于形成中底的结构特征的示例多面体包括，但不限于，四面体、截头四面体、立方体、截头立方体、十二面体、截头十二面体、八面体、截头八面体、更高阶多面体或者截头多面体、和/或具有任何适当数量的侧面的棱柱（例如，三棱柱、五棱柱、六棱柱或者更高阶棱柱），在一个实施例中，可以由单个多面体结构（若需要，不同的尺寸、元件厚度等用于向不同的区域赋予不同的结构性质）来形成整个中底或者其部分。在另一实施例中，可以将多个不同的多面体包含在单个中底（或者其部分）中。也可以利用这样的结构来形成鞋子的其他部分（例如，鞋子鞋帮或者其部分）和/或体育服装、体育防护/护垫、和/或体育设备、或者其部分。

在一个实施例中，如图37D所示，中底500的底（或者，下）表面560可以包括一个或者多个压痕718，地面接触元件（例如，外底元件）或者其他结构特征可以放置在该压痕718中。其他可能的结构特征可以包括，但不限于，缓冲元件、牵引元件、防护元件（例如，板）、屈曲控制元件、性能监测传感器等。在各个实施例中，一个或者多个压痕或者腔可以位于中底的任何部分处（例如，在中央区域内、在上表面或者下表面上、在内侧和/或侧向侧上、和/或在前脚、脚中段和/或脚跟区域中），以提供放置一个或者多个结构特征的位置。在一个实施例中，可以将牵引元件直接构造到中底中，从而完全地或者部分地省去对额外单独的外底元件的需求。

在图38A和图38B中可以看到使用本文描述的方法和材料形成的另一示例中底。在该实施例中，通过从四面体元件的中心装有细长元件505并且在各个角部的节点510处将它们连接在一起，来形成单元结构720。在图39A和图39B中示出了另一示例中底，该中底包括形成翘曲方形网格的方形单元725，该方形单元725与多面体单元730的中间层交错。

可以由具有形成四面体各个面的圆形元件735（或者，环）的多个多面体（在该情况下是四面体），来形成另一示例中底500，如图40A和图40B所示。这些环735的尺寸和厚度在中底500的体积上可以有所不同，以向其不同区域赋予不同的结构性质。在图41A至图42中示出了由具有形成立方体各个面的圆形元件735（或者，环）的多个多面体（在该情况下是立方体）形成的另一中底。除了尺寸和厚度变化之外，环735在形状上可以有所不同（从圆形变为椭圆形或者任何适当几何形状的其他弯曲的形状），以向其不同区域赋予不同的结构性质。

在一个实施例中，中底500的下表面560包括定位元件740，地面接触元件（例如，外底元件）或者其他结构元件可以被定位并且附接到定位元件740上或其中。例如，这些定位元件740可以提供稳定结构，外底元件可永久地（或者，可移除地）附接和保持在其上，在一个实施例中，一个或者多个板745可以与中底500一体形成（或者附接至中底500），以向中底500的上表面555和/或下表面560提供额外的结构和支撑。在图42中示出了覆盖中底500的整个上表面555的示例板745，同时在图50中示出了包括围绕中底500的上表面555的外周延伸的材料带的板745。板745可以为穿用者的脚提供缓冲作用和保护，并且/或者提供结实表面，鞋子的鞋帮可粘附或者以其他方式附接到该结实表面上。

在图43A和图43B中示出了根据本发明的一个实施例的另一示例中底。在该实施例中，椭圆形形状750被形成并且连接在一起以形成中底500。在图44中示出了另一实施例，该实施例包括多个椭圆形元件750，其位于四面体单元的各个面处并且通过共用壁结构755连接在一起以形成结构元件的敞开阵。

在一个实施例中，可以由多个邻接的三角形元件760来形成中底500中的单元，如图45至图50所示，三角形元件形成四面体状结构元件的阵的各个面。在各个实施例中，三角形或者任何其他形状可以具有尖锐的或者倒圆的角部。在一个实施例中，在中底500的特定区域中，细长元件可以布置为大体垂直的布置，以向中底500提供额外的结构稳定性（例如，减小/防止在负载期间的剪切作用）。另外，如上所论述的，形成单元的细长元件505的尺寸可以在中底500上改变，例如，需要更大结构支撑的区域（诸如，在运动员的前脚下方）具有更小的单元762与更短的细长元件505（如图47B所示）。

在一个实施例中，中底500的形状可以基于运动员的脚形的扫描数据。在图45中可以看到与运动员的脚形大体相符的具有上表面555的示例中底500。

在各个实施例中，细长元件可以是笔直的或者弯曲的，并且可以具有任何适当的长度、厚度和定向，以向中底的各个区域赋予所需的结构特性。厚度可以是恒定的，或者可以在细长元件的长度上改变。一个或者多个细长元件的定向可以是大体垂直的或者与垂直方向呈一锐角。细长元件可以在大体纵向方向（相对于鞋子鞋底的方向）上或者在大体横向方向上成角度，或者处于这两个方向之间的任何角度。例如，细长元件可以布置在与在体育运动期间在该位置置于中底上的主要负载的方向相对的定向上。

在一个实施例中，结构元件，诸如椭圆形元件770，可以布置为形成更大结构单元的各个面，诸如，但不限于，在图51A至图52中示出的球状结构775。在各个实施例中，可以以任何适当的方式布置细长元件和/或椭圆形元件，以产生向中底提供任何适当的结构特性的结构单元的阵。

本文描述的中底结构的各个实施例可以包括结构单元的阵，使该阵翘曲或者以其他方式对其进行调节，以产生具有不同密度、方向强度等的区域，以向中底的不同区域赋予不同的结构性质。在图53中可以看到示例翘曲的阵，其具有较低密度的区域780（通过增加细长元件505的长度并且因此增加所得的单元782的尺寸而形成）和较高密度的区域785（通过减小细长元件505的长度并且因此减小所得的单元787的尺寸而形成）。

在一个实施例中，可以使用元件的格子或者阵来形成脚形，例如，该脚形可以用于形成用于鞋类物品的鞋帮或者鞋帮的部分，以及/或者用于形成在制造鞋类时使用的鞋楦。这些脚模型790可以具有中空的内部、或者结构化或者部分结构化的内部。在图54A至图55B中示出了包括形成锁甲型结构的多个细长元件505的示例脚模型，同时在图56A和图56B中可以看到包括形成六边形和五边形单元795的阵的多个细长元件505的脚模型。在替代实施例中，可以利用任何适当的结构或者结构的组合来形成脚模型。

在各个实施例中，这些结构可以由大体上硬的且不易弯的材料（例如，当出于制造的目的形成鞋楦时）形成，或者可以由柔性和/或弹性材料（例如，当形成用于鞋类的鞋帮或者其部分时）形成。在一个实施例中，结构，诸如鞋帮的部分和/或其他鞋子元件（例如，鞋底元件、或者鞋底和鞋帮元件的组合），能以全部地或者部分地坍塌或者平整状态形成，且之后展开以形成成品部件。这对于例如增材制造可以尤其有益，其中，将物体形成为坍塌状态允许极大地减小在制造期间的体积要求，从而允许在单个制造运转中制造显著更多的部件。在一个实施例中，可以由柔性材料制造鞋子元件或者任何其他结构（例如，防护服装或者护垫、运动设备等），该柔性材料在初始成形之后弹性地变形为成品部件（例如，通过使弹性变形应力预先形成在形成结构中，以在构造时或者在从制造模具、粉床等释放该结构时，进行自动变形）。替代地或者另外地，可以由在初始形成之后允许塑性变形以将该结构重塑为期望形状的材料来形成该结构。

在一个实施例中，可以例如通过增材制造技术来形成结构（例如，鞋子鞋底和/或鞋帮），一个或者多个铰接件或者其他可变形结构元件允许以弯曲或者坍塌状态形成该部件并且之后变形以形成成品结构。在另一实施例中，结构可以形成有内部腔，在以坍塌状态初始形成之后，可以将囊状物放置在该内部腔中，以使该结构“膨胀”到成品尺寸。

在一个实施例中，可以由通过多个联接元件810连接的多个独立的结构元件805，来形成用于鞋类物品的中底800。在图57至图58E中可以看到示例联接系统以及由多个结构元件805和联接元件810形成的中底800。在该实施例中，联接元件810可以是柔性的、可弹性地或者塑性地变形的，和/或可以在结构元件805内提供一些给予度（例如，通过足够松散以允许在相邻的结构元件805之间的相对运动），以提供具有受控程度的柔性和可操纵性的中底800。结构元件805被形成为具有开口的中空壁元件，联接元件810延伸到这些开口中。联接元件810被形成为在相邻的结构元件805之间延伸以形成锁甲型联接布置的弯曲细长元件，在替代实施例中，结构元件805和联接元件810可以采取适当的形式，并且可以利用在相邻的结构元件之间提供连接的相对运动的任何适当形式的结构。在一个实施例中，结构元件805可以与联接元件810被形成为整体结构。在另一实施例中，结构元件805和联接元件810可以是单独的互联元件。可以利用结构元件805和联接元件810来形成鞋子的鞋底和/或鞋帮、或者其部分、或者体育服装的部分、体育设备、或者防护设备/护垫。

在一个实施例中，结构元件805和/或联接元件810的尺寸和形状可以改变，使得中底800的不同区域具有形状、尺寸和/或结构特性不同的结构元件805。例如，图58A至图58E的实施例包括：具有较小结构元件805的脚趾部分815、具有较大结构元件805的前脚区域820、以及具有中间尺寸的结构元件805的脚跟区域830和脚中段区域825，尺寸的变化允许四个结构元件805在其整个长度上跨过中底的宽度。在替代实施例中，任何适当数量的元件可以跨过结构的宽度，并且元件的数量和布置可以在其长度和/或宽度上改变。

在结构元件805之间提供相对运动允许中底800在形成之后被操纵，以允许对中底800的形状和尺寸进行调节，从而允许单个结构与多种尺寸和形状的脚适配。例如，能够在宽度和/或长度上展开和收缩的中底800能够被调节以与多种鞋子尺码适配。如图58B和图58C所示，可以将中底800调节为具有第一长度L（1）和宽度W（l），从而适配第一鞋码，或者，可以使其扩展开以提供第二长度L（2）和宽度W（2），从而适配第二鞋码。允许该调节将允许单个结构涵盖大量不同的脚码、脚宽和脚形。

另外，允许结构元件805的相对运动允许中底800能够被制造成第一构型（例如，平整的，如图58D所示），且之后被重塑为最终的弯曲构型（例如，沿着纵向范围的至少一部分弯曲，如图58E所示）。这对于例如增材制造可以尤其有益，其中，将中底800形成为平整状态（以及，在成形之后，仅向该结构增加弯曲）潜在地允许极大地减小在制造期间的体积要求，从而允许在单个制造运转中制造显著更多的部件。

可以通过任何适当的方法，将中底800锁定到成品形状中。例如，可以将中底800成形为期望的形式，且之后通过任何适当的化学或者热处理对中底800进行处理，以将结构元件805和联接元件810熔合到锁定布置中。替代地或者另外地，可以将泡沫、粘合剂或者其他材料灌注到中底800中，以将中底800保持在其期望的形状中。

在图59A至图59E中示出了示例鞋底元件（在该情况下是外底板），该鞋底元件具有用于例如在英式足球、美式足球、橄榄球或者需要防滑钉的其他运动中使用的带防滑钉的牵引元件。在这些实施例中，可以以任何适当的方式在外底板855上布置带防滑钉的牵引元件850的尺寸、形状和布置，以提供穿用者所要求的结构、性能和/或美学性质。在一个实施例中，可以基于利用本文描述的方法和系统，针对运动员的要求来定制带防滑钉的牵引元件850的定位、定向和结构特性。

在一个实施例中，带防滑钉的牵引元件850的横截面可以为大体圆形，例如，如图59E中所示。替代地，带防滑钉的牵引元件850可以是带肋的，以产生从中央芯部延伸出来的多个延伸部分，例如，如图59D所示（该图示出了具有3侧式带肋结构的带防滑钉的牵引元件850）。在替代实施例中，可以利用任何适当的横截面的防滑钉形状，包括，但不限于，椭圆形防滑钉、叶片状防滑钉或者三角形防滑钉。这些防滑钉可以或者可以不逐渐变细，并且可以相对于基板以大体90°或者以锐角延伸。

在一个实施例中，鞋底结构（例如，外底板或者中底元件）可以包含一个或者多个屈曲凹槽，以在鞋底结构的特定区域内提供受控的柔性。对于定制的鞋类，这些屈曲凹槽的定位例如可以基于运动员的扫描的脚数据和/或表现数据。

在图60A至图60E中示出了用于具有屈曲凹槽860的带防滑钉的鞋底结构的外底板855。屈曲凹槽860将外底板855分为多个区域：内侧的前脚区域865、侧向的前脚区域870、内侧的脚中段区域875、侧向的脚中段区域880（其延伸到侧向的脚跟区域885中）、以及内侧的脚跟区域890。在替代实施例中，取决于运动员的生理机能、鞋子的性能要求、和/或美学考虑，可以利用隔开的区域的任何适当布置。

在一个实施例中，可以将牵引元件分为主要牵引元件以及一组或者多组次要牵引元件，基于来自运动员的生物计量和/或表现数据，对主要牵引元件和/或次要牵引元件中的一者或两者进行定位、确定尺寸和/或确定形状。图60B至图60E示出了多种不同的外底板855，图60B示出了仅仅具有主要牵引元件900的板，以及图60C至图60E示出了主要牵引元件900和次要牵引元件905的多种构型。图60E还示出了与在图60B至图60D中利用的主要牵引元件900不同的主要牵引元件900的形状。

在一个实施例中，可以利用性能和/或生物计量信息，来基于测量的并且经过处理的运动员数据产生多边形形状的网格，定制的防滑钉可以定位在该网格中。在图61A中可以看到在其上叠置有映射/网格结构910的示例外底板855。在该实施例中，网格元件的边缘915对应于在外底板855上带防滑钉的牵引元件920可以定位在其中的单元925的边缘。带防滑钉的牵引元件920的尺寸（例如，高度）和形状可以基于对来自运动员的性能和/或生物计量信息的处理，如本文所描述的。

如本文描述的，在计算针对具体运动员定制的牵引元件结构和位置时，可以利用处理运动员数据的各种方法。如在图62A至图62D中示出用于例如带防滑钉的牵引元件的若干示例处理方法。这些图示出了不同的牵引元件构型，其可以由取决于具体的滤波、处理和其他分析工具选择的单个数据集形成。

图62A示出了基于对整个体育运动过程期间的所有数据的直接平均和简单加权，在外底板855上带防滑钉的牵引元件850的布置。图62B示出了基于滤波后的数据集，在外底板855上带防滑钉的牵引元件850的布置，仅仅使用在给定位置处的数据样本的最大10%来形成在该位置处的带防滑钉的牵引元件850构型。图62B示出了基于针对数据处理的分区方法，在外底板855上带防滑钉的牵引元件850的布置，独立地基于对各个区域的主要性能要求的识别（例如，纵向或者侧向支撑、着地或者脚趾离地支撑等）来处理在外底板855的不同区域（或者地区）中的数据。图62D示出了基于对图62C的分区数据的加权滤波，在外底板855上带防滑钉的牵引元件850的布置，使用接近兴趣点的点处的数据来使区域之间的数据过渡平缓。在替代实施例中，若适当，可以利用任何其他适当的处理和分析技术。

在图63A至图63G中示出了设计具有带防滑钉的牵引元件945的外底板940的示例方法。在该实施例中，运动员的生物计量和性能数据被采集，并且用于确定在用于鞋子（诸如，英式足球鞋子/靴子）的外底板940的表面上优选的防滑钉945位置、尺寸和形状。还可以使用该数据来确定用于板940的优选结构，以提供针对运动员定制的出众的柔性、支撑和稳定性。

在图63A至图63G的实施例中，在定制设计过程中使用的数据包括与运动员的脚的几何形状有关的生物计量数据（例如，通过对脚的几何形状进行光学扫描得到的脚扫描数据950），此外，使用与在体育运动期间在脚下方的压力分布相关联的压力数据955以及与在体育运动期间在脚与地面之间的力的方向和大小相关联的力矢量数据960来提供与该运动员尤其相关联的防滑钉构型，在替代实施例中，在定制过程中可以使用额外的和/或不同的生物计量和/或性能数据。

在一个实施例中，运动员可以进行许多不同的体育运动（例如，直线跑步、曲线跑步、跳跃、切入、转向、踢腿等），将所有这些不同的数据集并入到数据处理算法中。可以基于具体运动对于运动员表现和/或运动员偏好的主导性，来加权针对不同运动的数据。例如，一位运动员（例如，英式足球选手）可能想要或者需要为了最大化直线速度而专门设计的鞋子，而另一位运动员可能想要或者需要为了增强切入速度和/或稳定性而设计的鞋子。也可以对数据进行加权或者以其他方式滤波，以确保结果不会过度依赖一个数据集和运动而不利于其他数据集和运动，从而形成对于各种运动提供定制的支撑作用的鞋子。

然后，将经过处理的数据用于形成期望的防滑钉945位置、尺寸和方向定向的阵965，如图63D所示。然后，对该数据进行进一步处理，以确定在外底板940上的下述位置，在其处期望更大或者更小程度的柔性（例如，纵向的、侧向的和/或扭转的柔性）、在其处期望更大或者更小程度的刚度、在其处要求更大或者更小程度的结构支撑、以及在其处要求更大或者更小程度的防护。然后，可以将该数据用于形成为运动员提供定制的牵引控制和结构支撑二者的整体式多部件结构。例如，可以将数据用于形成主要格子部件970和次要格子部件975，该主要格子部件970包括牵引元件的定制阵（如图63E所示），该次要格子部件975包括为了提供定制的柔性、硬度、结构支撑和防护而设计的支撑结构的格子或者网（如图63F所示）。然后，可以将这两个格子部件组合在一起，以形成最终外底板940设计，其提供尤其适于运动员的表现和生物计量需求的结构。

在各个实施例中，可以将牵引元件、柔性元件（例如，屈曲凹槽）、支撑元件等的任何适当的组合并入在鞋子元件中。这些元件可以针对具体运动员被定制（基于对该运动员的生物计量和表现数据的分析），或者这些元件可以被设计为基于对进行具体体育运动或者一系列运动的多个运动员的分析来提供更一般的、平均的结构。

在一个实施例中，可以将牵引元件形成为大体中空的结构，以减少制造所需的材料并且减轻板的重量。在图64A和图64B中示出了用于具有多个中空的带防滑钉的牵引元件980的带防滑钉鞋子的示例鞋底板978，结构稳定元件985的网在各个带防滑钉的牵引元件980的中空内部990内延伸。结构稳定元件985可以被用于向带防滑钉的牵引元件980提供结构支撑并且可以采取任何适当的形式，在替代实施例中，中空的带防滑钉的牵引元件980自身可以是充分结构稳定的和实心的，从而省去对结构稳定元件985的需求。在一个实施例中，可以将材料（例如，泡沫、橡胶或者另一适当的材料）插入中空的带防滑钉的牵引元件980中，以向元件提供稳定性并且/或者向鞋底板978提供缓冲作用和/或其他结构益处。

在图66a至图66D中示出用于例如在英式足球中使用的具有带防滑钉的牵引元件的示例运动鞋。在该实施例中，鞋子（或靴子）1000包括鞋帮1005和鞋底1010，鞋底1010包括具有适于地面接合的底表面1020的鞋底板1015和面对鞋子1000的内部的上表面。如在本领域中公知的，鞋底1010能够以任何适当的方式固定地附接至鞋帮1005。鞋底1010能够包括额外元件，诸如但是不限于，定位在鞋底板1015和穿用者的脚之间的内底（例如，泡沫内底）。在2015年2月12日提交的美国专利申请号14/620,539中描述了具有选定的缓冲元件的示例内底元件，其全部公开内容通过引用并入本文中。

鞋帮1005包括脚背部分1022，其包括鞋舌1025和鞋带系统1030。在替代实施例中，可以利用墨西哥卷饼型鞋舌（如在图67A和图67B的鞋子1000中所示）、带护垫的鞋舌、或无鞋舌的脚背部分。鞋帮1005包括在不同地点中具有不同质地和/或缓冲特性的外层，不同质地在鞋帮1005的相关联位置处提供不同的性能特性，以取决于所进行的具体体育运动（例如，通过鞋子1000踢英式足球）通过为穿用者提供优化的牵引作用、缓冲作用和回弹/能量返还特性来改善鞋子1000的性能。例如，为鞋帮1005的特定区域提供增加的缓冲作用（例如，通过在那些区域中和例如在鞋子的内侧脚中段中使用泡沫材料）能够允许穿用者更好地控制被传给他或她的球（在该区域中的材料的缓冲性质耗散了球的能量，且因此在球到达脚时使球的控制变得简单），同时为其他区域提供更高的能量返还/降低的缓冲作用能够改善鞋子1000的该区域的回弹特性，且由此在踢球运动（例如，命中目标）期间增加了在脚和球之间的力转移，其中最大能量转移且由此最大的球速能够是有利的。

在图66A和图66B中示出的鞋帮1005包括覆盖侧向脚中段区域1040、侧向前脚区域1045、中央前脚区域1050和内侧脚中段区域1055的大部分的第一鞋帮部分1035与定位在内侧前脚区域1062中具有不同质地的第二鞋帮部分1060。在一个实施例中，第二鞋帮部分1060可以从与第一鞋帮部分1035相同的材料形成，且可以例如与第一鞋帮部分1035形成为整体材料部分，其中，不同质地被通过应用质地机制应用到第二鞋帮部分1060（例如，表面质地、表面粗加工、表面光滑、应用热以模具且固化材料、应用额外的材料或化学处理（诸如胶粘材料）至外表面等）。在替代实施例中，第二鞋帮部分1060可以从与第一鞋帮部分1035不同的材料形成。在一个实施例中，可以利用三个或更多不同的鞋帮部分，其中每一个均具有其自己的质地/牵引和缓冲性质的组合。

在图66A中示出的第二鞋帮部分1060包括多个规则地散布的平行脊1065和压痕1070，其中，脊与鞋子1000的纵向轴线（即，沿着鞋从前方纵向延伸至后方的轴线）成大约45°的角度延伸。在替代实施例中，脊1065能够以在大约10°至大约80°之间，或更具体地在大约30°至大约60°之间，或者甚至在大约40°至大约50°之间的角度延伸。脊1065能够是大体直的或以任何适当方式弯曲。脊1065可以具有任何适当的宽度和高度，且能够在一个实施例中具有在大约1mm至大约10mm之间以及例如在大约4mm至大约8mm之间（例如，大约6mm）的宽度，和在大约0.1mm至大约3mm之间，以及例如在大约0.5mm至1.5mm之间（例如，大约1mm）的高度。在脊1065之间的压痕1070能够具有与脊1065相同的宽度，或者具有更小或者更大的宽度。在一个实施例中，压痕1070能够具有脊1065的大约一半宽度的宽度。在替代实施例中，脊1065和压痕1070能够更大或更小，且对于特定实施例酌情具有任何适当的尺寸比率。

在替代实施例中，第二鞋帮部分1060能够具有任何适当的质地，诸如但不限于，交叉影线图案、多个离散的凸起和/或内缩元件、粗糙或光滑表面（相对于周围的外表面）和/或胶粘表面。在诸如第二鞋帮部分1060的区域上提供脊1065和/或其他质地在鞋帮1005的外表面和被运动员控制和踢的球之间提供定制的牵引作用。在例如对球赋予适当的自旋时，这能够是有益的，其中，不同表面质地与球以不同方式相互作用，以对球赋予不同的自旋。通过为鞋帮1005提供多个不同的鞋帮部分1035、1060，每一个均具有不同质地和缓冲性质，鞋子1000能够适于为运动员提供球相互作用地带的独特组合，其中，针对特定运动员、或运动员的群体的偏好，定制每一个地区的性质。

第一鞋帮部分1035和/或第二鞋帮部分1060能够从任何适当的材料制成，且可以由多层材料组件形成，例如，具有织物内层（在图66A和图66B中通过六边形孔1075观察到的加阴影的基体层）、泡沫中间层（在图66A和图66B中示出的带有在其中的孔1075的层）和织物外层（在图66A和图66B中通过点状图案指示）的三层组件。在内层和外层上的织物可包括下述，或主要由下述构成：透气或不透气的编织的、无纺布的、针织的或以其他方式构造的网格材料，其由任何适当的天然或合成材料形成。中间层可以由泡沫材料、非泡沫材料、或织物形成。示例中间泡沫层可以从如由台湾省台中市的中良工业股份有限公司制造的Ariaprene^®制造，其中，泡沫层被穿孔以产生孔1075，且之后被层压在内层和外层之间。在一个实施例中，鞋帮材料和/或多层材料组件中的任何一个或多个层能够形成为在其中带有孔或其他结构元件，且带有例如通过材料的穿孔或切割，或通过模塑、针织、编织、或形成在其中带有孔和/或其他结构特征的材料层的其他方式形成的孔。在各个实施例中，孔能够被确定大小、确定形状和/或定向成提供透气性、单向或多向拉伸、缓冲作用和/或支撑的选择程度。

如图所示，泡沫中间/居中层包括多个规则分布的多边形孔1075（以及，在该情况下，六边形孔），这些孔在第一鞋帮部分1035中形成规则地间隔开的压痕，由此提供透气性，且在第一鞋帮部分1035中形成规则质地。孔1075能够具有在大约1mm至大约10mm之间，且例如在大约4mm和大约8mm之间（例如，大约6mm）的宽度（从六边形横截面的直边至直边）。在替代实施例中，对于特定实施例，孔1075能够酌情更大或更小。在替代实施例中，孔1075能够是大体圆形、卵形，或者具有任何其他适当的横截面。例如，如在图67A和图67B中所示的鞋子1000包括鞋帮1005，其具有包括多层材料组件的第一鞋帮部分1035，所述多层材料组件具有包括规则分布的卵形孔1075的泡沫中间层，该第一鞋帮部分1035在侧向前脚区域1045、中央前脚区域1050、内侧前脚区域1062和内侧脚中段区域1055上延伸。

孔1075的深度和因此在第一鞋帮部分1035上的质地的深度取决于在中间层中的泡沫材料的厚度和外层延伸到孔1075中的程度。因此，要求仔细选择泡沫中间层的厚度，以确保用于第一鞋帮部分1035的适当缓冲和牵引特性，其中，更厚的泡沫层提供更大的缓冲作用和更大变形（texturing）。在一个实施例中，泡沫中间层能够具有在大约0.5mm至大约2mm之间的厚度，但是取决于所要求的具体性能特性，可以利用更薄和更厚的中间层。

除了通过第一鞋帮部分1035和第二鞋帮部分1060提供的结构特征之外，鞋帮1005能够包括额外的结构特征。例如，如在图66A和图66B中所示，鞋帮1005能够包括并入脚跟垫1085（例如，缓冲脚跟垫）的脚跟部分1080和构造的脚跟稳定器1090。此外，额外的材料层可以在鞋帮1005的一个或多个区域处定位至鞋帮1005的表面的内部或外部（或者在多层材料部分内），以在适当时为鞋子1000提供额外的结构支撑和其他性能特性。例如，在图67A和图67B中示出的鞋子1000包括：第四材料层1095，其在侧向脚中段区域1040、内侧脚中段区域1055和脚背区域1022中以为穿用者的脚中段提供额外结构支撑；和在脚中段区域中的第二鞋帮部分1060，其具有与周围的材料部分不同的表面质地（其中，第四材料层1095在内侧脚中段区域1055中的第一鞋帮部分1035上和在侧向脚中段1040中的额外的、或第三鞋帮部分1110上延伸，第三鞋帮部分1110在侧向脚中段区域1040上且围绕脚跟区域1080延伸）。该第四材料层1095能够由任何适当的透气或不透气的编织的、无纺布的、针织的或以其他方式构造的网格材料（以及例如，轻质高强度与重量比的合成无纺布材料，其相比周围的材料具有更低的弹性，以在脚中段区域中提供更多的支撑）形成。

在一个实施例中，如在图67A和图67B中所示，第四材料层1095包括一个或多个空间1105和例如细长孔，其能够被定位和定向成允许第四材料层1095沿一个方向相比沿另一方向拉伸更多。例如，通过将空间1105定向成使得其沿大体从鞋底1010朝鞋带1030的方向延伸，第四材料层1095能够沿该方向提供更大程度的支撑（由此支撑鞋带系统1030），同时仍然沿着鞋子1000的纵向轴线允许更大程度的柔性。在各种实施例中，取决于通过材料层覆盖的区域和所要求的具体性能特性，能够选择在任何材料层内的空间1105的尺寸、形状和定向，以提供任何适当的拉伸、支撑和透气性特性。

鞋帮部分的特定构型和通过这些不同鞋帮部分提供的牵引作用/质地、缓冲作用、能量返还和支撑特性的特定构型，可以基于运动员或运动员的群体的一般设计要求被选择，或者能够基于一个或多个实验数据集的分析来确定，以提供针对运动员或者运动员的群体和/或运动和游戏类型特别定制的构型，如本文中所述的。例如，在鞋的不同部分处的应力和/或应变的物理和/或光学测量值能够用于确定用于定位和定向材料部分的最优区域，而当控制和踢球时，在英式足球和鞋之间的相互作用的测量值（例如，对于不同的球撞击，球的自旋和速率的测量值、在脚上的压力和/或力测量值等）能够用于确定牵引作用/质地和缓冲特性在脚的不同区域中的适当分布。

在一个实施例中，与进行具体运动策略（例如，跑步转向等）和踢球运动（例如，射门、传递、停球等）的一个或多个运动员有关的生物计量数据和/或表现数据能够用于确定材料在鞋帮1005上的分配，以最佳支撑具体类型的运动员或具体类型的运动表现。所使用的具体数据能够例如基于与球员位置（例如，守门员、后卫、中场队员、或前锋）、表现水平（例如，初学者、中等程度者或者专家）和/或比赛类型（例如，基于速度、基于力量、基于精度等）相关的性能特性。能够然后针对所要求的特定性能，适当地选择在鞋帮1005的每一个区域中的材料的定位、定向和选择、材料性质及材料的处理。

在图66C和图66D中示出图66A和图66B的鞋子1000的鞋底板1015。鞋底板1015包括多个牵引元件，其成形、定向和布置成基于具体设计考虑为英式足球鞋子1000提供优化的性能特性。更具体地，鞋底板1015包括第一鞋底部分1115，其包括多个第一牵引元件1120，第一牵引元件1120具有远侧端部1125和侧壁1130，侧壁1130通过从中央芯部1140延伸的多个延伸部分1135（以及，在该情况下，以大体三角形布置被布置的三个延伸部分）形成。在替代实施例中，牵引元件1120能够具有任何尺寸、形状和定向，且以任何适当方式分布，如本文中所述的。

鞋底板1015还包括带有四个第二牵引元件1155、1160的第二鞋底部分1145，所述牵引元件1155、1160具有远侧端部1125和侧壁1130，其具有大体六边形横截面。在替代实施例中，第二鞋底部分1145能够包括更大或更小数量的牵引元件，且牵引元件能够具有任何尺寸、形状和定向，且以任何适当方式分布，如本文中所述的。例如，在本发明的一个实施例中，第二牵引元件的一个或多个，和/或第一牵引元件1120的一个或多个能够具有圆形、卵形或多边形横截面（例如，三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、或更高阶的多边形），且能够具有任何适当的高度和横截面面积。

如图所示，第二鞋底部分1145接近鞋底板1015的内侧脚中段区域1055和内侧前脚区域1062在鞋底板1015的下表面的内侧部分上延伸，且更具体地，在鞋底板1015的至少第一跖骨区域上延伸。鞋底板1015包括接近第一跖骨区域以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件1155，其中，第四个第二牵引元件1160在板1015的内侧前脚区域1062中定位在三个第二牵引元件1155的前方（以及，例如，接近鞋底板1015的边缘1165）。

根据要求，牵引元件可以对称地、或不对称地构造。此外，牵引元件可以具有不同的高度和尺寸，或者全部具有相同高度和/或尺寸，且可以以任何适当的角度逐渐变细。在第一鞋底部分1115和第二鞋底部分1145中的牵引元件中的每一个均能够定向成针对所要求的鞋子1000的性能要求优化其牵引特性，如本文中所述的。

第二鞋底部分1145能够从内侧侧边缘至中央区域在鞋底板的宽度的大约50%至大约80%之间上延伸。第二鞋底部分1145包括接近鞋底板的边缘的第一边缘1165、在前脚中从鞋底板的边缘延伸至鞋底板的中央区域的第二边缘1170，和来自脚中段区域的从鞋底板的边缘延伸至鞋底板的中央区域的第三边缘1175，其中，第二边缘1170和第三边缘1175在鞋底板1015的中央区域1178中会聚并会合。在替代实施例中，第二鞋底部分1145能够在鞋底板1015的任何适当的宽度上延伸，且具有任何适当的形状。在一个实施例中，第一鞋底部分1115和第二鞋底部分1145通过一个或多个屈曲凹槽分离。屈曲凹槽还能在第一鞋底部分1115和/或第二鞋底部分1145内定位在任何适当的位置处。

在一个实施例中，第一鞋底部分1115由与第二鞋底部分1145不同的材料形成，其中例如，第一鞋底部分1115由尼龙形成，且第二鞋底部分1145由热塑性聚氨酯（TPU）形成。在一个实施例中，第二鞋底部分1145粘结至第一鞋底部分1115的下表面，与其共同模塑，或者机械地附接至其（以便第二鞋底部分1145在第一鞋底部分1115下方）。在替代实施例中，第一鞋底部分1115可以具有切口部分，第二鞋底部分1145能够插入到其中，因此第二鞋底部分1145不位于第一鞋底部分1115下方，而是在其旁边置放在鞋子1000的下表面上。

牵引元件可以由任何适当的材料形成，且例如能够具有从与在鞋底部分中所使用的材料相同的材料一体形成的基座部分，牵引元件从基座部分延伸，其中，末端部分（接近远侧端部1125）由金属（例如，铝或钢）或TPU制成。在一个实施例中，牵引元件中的每一个具有由相同材料（例如，TPU）形成的末端。在替代实施例中，在第一鞋底部分1115和/或第二鞋底部分1145中的不同牵引元件能够具有由不同材料形成的末端。例如，本发明的一个实施例能够在具有高磨损的区域（例如，围绕穿用者的脚的跖骨球）中包括带金属末端的牵引元件，而牵引元件在具有更低的磨损的区域中具有TPU末端。末端可以与牵引元件的基座和鞋底板区域共同模塑，或者在底板的模塑之后连接（通过粘结或者机械附接-例如，螺纹连接）。

在各个实施例中，鞋底板1015能够包括任何适当的数量和布置的板部分，其中例如，不同区域提供不同程度的刚度、扭转稳定性、柔性和/或方向性或没有方向的牵引作用。额外刚度能够例如通过在鞋底1010的适当区域上延伸的支撑元件（例如，从底板或通过底板延伸的细长材料条）提供。例如，扭转支撑杆1180能够定位通过脚中段区域，以在该区域中提供支撑和扭转控制。在替代实施例中，支撑元件能够在鞋底1010上的任何适当的位置中置放和定向。

为鞋底板1015的不同区域提供不同的底板材料和构型，并且提供从其延伸的不同防滑钉/牵引元件，能够形成具有有益的性能特性的鞋子鞋底，该性能特性取决于进行的体育运动从一个区域到另一个区域变化。例如，在图66C和图66D中示出的鞋底板1015包括接近第一跖骨区域定位的第二鞋底部分1145，其具有大体平滑的防滑钉/牵引元件（例如，圆形或六边形横截面防滑钉），防滑钉/牵引元件被构造成与地面相互作用以提供适当的线性牵引作用，但是当嵌入地面内时允许鞋相对容易地旋转，以在大部分重量在脚的跖骨球上（即，在接近第一跖骨头的区域中）时，允许穿用者迅速且容易地枢转。例如，在要求快速改变方向的运动中，这可以尤其有益。然而，通过远离脚的跖骨球在第一鞋底部分1115中置放和定向依赖方向的第一牵引元件1120，当脚的更多部分在地面上时（例如，在步态周期的推出/离地运动期间），穿用者能够获得额外的牵引作用。取决于穿用者的要求，以此类适当的布置组合不同牵引元件允许鞋子1000支持快速转向运动和急剧的加速运动两者。

用于英式足球靴子/鞋子1000的另一鞋底板1015在图67C至图67E中示出。在该实施例中，鞋底板1015再次包括第一鞋底部分1115和第二鞋底部分1145，但是其中，在第一鞋底部分中的牵引元件具有与在第二鞋底部分中的牵引元件相同的一般构型（即，带有中央芯部与从其延伸的三个肋），以及酌情改变尺寸、形状和定向以优化鞋子1000在该区域中的牵引性质。

在该实施例中，第二鞋底部分1145包括多个次要牵引元件1190，其中，相比在第一和第二鞋底部分中的主要牵引元件，次要牵引元件1190具有更小的尺寸。次要牵引元件1190通过多个互连的细长元件1195连接，且在鞋底板1015的该区域中提供额外的牵引作用。在替代实施例中，能够利用次要牵引元件1190和/或鞋底花纹元件的任何适当的构型来支持鞋子的不同区域的牵引作用。如在图67E中所示，次要牵引元件1190能够向外延伸至鞋底板1015的内侧边缘1197，以甚至在其中仅鞋子1000的内侧边缘1197与地面接触的高角度切入运动期间为鞋子提供牵引作用，且在鞋底板1015的整个内侧前脚区域上延伸以在脚趾离地期间提供额外的牵引作用。

图67C至图67E的鞋底板还包括在鞋底板1015的脚中段区域中的凸起的结构支撑元件1200，以为脚中段区域提供适当的刚度和扭转控制。此处，结构支撑元件1200由形成桁架状结构的多个互连的细长元件1205形成。凸起的结构支撑元件1200能够是中空或实心的，具体取决于所要求的支撑和鞋的重量要求。在一个实施例中，结构支撑元件1200能够在互连的细长元件1205之间的连接区域处（和/或在结构支撑元件1200上的其他地方）包括突伸1210，以充当额外的牵引元件，以为鞋子提供额外的牵引作用。

可以通过任何适当的制造技术（诸如，但不限于，注塑成型、吹塑成型）、或者使用快速制造（增材制造）技术（诸如，但不限于，选择性激光烧结（SLS）、熔融沉积成型、立体光刻、分层实体制造、或者基于喷墨的增材制造）、或者任何适当的计算机控制的制造技术（包括材料的分层添加/沉积），来制造本文描述的定制的鞋类元件。

在一个实施例中，可以通过使用SLS制造方法和工具，来制造本文描述的定制的鞋类部件。SLS是一种使用大功率激光器（例如，二氧化碳激光器）将塑料、金属（直接金属激光烧结）、陶瓷或者玻璃粉末的小颗粒融合为具有期望的三维形状的块的增材制造技术。通过对由粉末床的表面上的部件的3-D数字描述（例如，来自CAD文件或者扫描数据）生成的横截面进行扫描，激光器选择性地融合粉末材料。在扫描过各个横截面之后，将粉末床降低一个层厚，在顶部涂覆一层新的材料，并且重复该过程直到完成该部件。SLS制造允许使用各种塑料、陶瓷和/或金属来形成各个部件。可用于鞋类部件的制造的示例材料包括但不限于聚合物以及例如半晶态聚合物诸如但不限于，尼龙（氨基化合物）、热塑性聚氨酯（TPU）、热塑性弹性体（TPE）、聚醚嵌段酰胺（PEBA）和/或聚酯。其他材料可以包括或者主要由以下构成：形状记忆塑料、热塑性弹性体（TPE's）诸如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、和/或橡胶诸如，丁二烯橡胶。示例金属包括如下材料，诸如但不限于，铝、钛、不锈钢、镍合金、钴铬合金、马氏体时效钢、形状记忆合金（诸如但不限于，镍钛）或者其他合金。在一个实施例中，可以将额外的填充材料，诸如但不限于，尼龙或者碳纤维或者玻璃纤维，加入到基础材料中，以修改成品部件的性质。在Clausen等人的美国专利号6,110,411和Martinoni等人的美国专利号8,114,334中公开了用于在SLS增材制造中使用的示例热塑性材料和使用这些材料制造部件的方法，这两个专利的全部公开内容都通过引用并入本文中。

SLS提供了一种在不需要形成用于部件的模具的情况下，通过将具有期望能量的激光束投射到所选材料的颗粒的床上，以逐层的方式形成三维物品，来制造部件的快速方法。另外，SLS允许形成通过传统成型技术不能制造的复杂整体式结构。例如，通过传统注塑成型或者吹塑成型制造过程，会极其难以制造包括具有底切部分的一体式牵引元件的外底，但是使用SLS或者其他增材制造方法，则易于制造。在本发明的一个实施例中，可用于制造定制的部件的示例SLS机器是由德国Krailing的EOS GmbH Electro Optical Systems公司制造的P 395选择性激光烧结系统。

利用快速制造技术（诸如SLS）的其他优点是能够形成具有由不同材料形成的不同的层的结构，例如，具有第一材料形成的基板和第二材料形成的一体式牵引元件的外底结构。另外，通过仔细控制在SLS制造中利用的激光的性质，诸如，激光功率和激光的扫描轨迹的速度，可以在结构的不同区域上仔细地控制用于构造定制的部件的材料的密度和其他结构性质。例如，这允许较低密度的基板（以及因此，更轻并且更具柔性）具有较高密度的牵引元件（以及因此，强度和刚度增加）。这也允许单个结构的不同部分（例如，在单个结构内的不同牵引元件和/或在单个基板内的不同部分）形成有不同的密度、强度和/或刚度性质。

SLS制造还提供了一种比传统成型技术明显更快的制造定制的鞋类元件的方法，这至少是因为不需要在形成定制的鞋类元件自身之前制造模具。在一个实施例中，可以在仅仅几个小时内，或者可能更短的时间内，执行整个定制过程，从获取输入参数一直到针对运动员提供成品部件。结果，SLS制造以及其他相关的增材制造（或者3D打印）技术提供了一种制造具有使用传统成型技术难以或者不可能制造的结构的定制部件和/或多个定制部件（无论是定制的还是为广泛用户设计的）二者的有效方法。

在一个实施例中，可以将额外的材料，诸如但不限于，色素和/或UV稳定剂，添加到在增材制造过程中利用的粉末材料中，以提供着色部件和/或随着时间推移在暴露于UV光时避免发生颜色变化（例如，褪色或者泛黄）的部件。可以在将材料粉末化之前在材料挤出期间添加色素、UV稳定剂和/或其他添加剂，或者将它们以液体或者粉末形式添加到粉末材料中。在替代实施例中，可以在形成部件之后，通过喷涂、浸涂、或者任何其他适当的涂覆技术，将颜色添加到结构。该颜色可以由任何适当的颜料、油墨或者其他（多个）着色剂或者（多个）化学制品提供。

在制造过程期间可以添加的其他添加剂可以包括，但不限于，抗氧化剂、抗静电剂、和/或增白剂（例如，荧光增白剂）。示例抗氧化剂可以包括，但不限于，芳香胺、酚、亚磷酸盐和亚磷酸酯（phosphonites）、硫代增效剂、受阻胺稳定剂 、羟胺、苯并呋喃酮衍生物、和/或丙烯酰改性酚。示例抗静电剂可以包括，但不限于，脂肪酸酯、乙氧基烷基胺、二乙醇酰胺、和/或乙氧基化醇。示例荧光增白剂可以包括，但不限于，双苯并恶唑、苯基香豆素、和/或双（苯乙烯基）联苯。

在一个实施例中，可以将流平剂，诸如，但不限于，粉末Cab-O-Sil^®气相二氧化硅（例如，可从美国，MA 02210，波士顿，Suite 1300，Two Seaport Lane的Cabot Corporation公司购得的Cab-O-Sil^® PS 530，气相二氧化硅）可以添加到粉末材料中，以改善在将材料沉积在增材制造系统内的粉末床中期间材料的流动性，例如，如在Clausen等人的美国专利号6,110,411中所描述的，该专利的全部公开内容通过引用并入本文中。

在一个实施例中，可以由一暴露于另一材料就与该另一材料发生化学反应的材料来形成该部件，以在形成之后，使其膨胀或者发泡至增加的最终尺寸。例如，可以由一暴露于液体（例如，水）就膨胀的材料来形成该部件，使得在以缩小状态形成之后，该部件可以通过暴露于液体而膨胀到其最终状态。

在一个实施例中，可以将发泡剂添加到制造材料中（在（多种）原材料的挤压期间或者在原材料的粉末化期间或者之后）。结果，可以通过增材制造来形成部件，该部件包括设计为该部件一暴露至受控条件（例如，受控的热和压力条件），例如在后处理模具或者烘箱内，就发泡并且使该部件膨胀的发泡剂。结果，可以通过增量技术以缩小的尺寸来形成部件，之后，活化在该部件内的发泡剂以产生最终的发泡的部件。这可以允许通过增材制造技术以缩小的尺寸来形成物体，其允许了极大地减小在制造期间的体积要求，之后，通过活化发泡剂使部件扩展到其期望的尺寸，从而允许在单个制造运转中制造明显更多的部件。在通过增材制造形成部件之后通过活化发泡剂来使部件发泡也可以形成具有与可单独通过增材制造形成的部件不同的结构性质（例如，密度降低、缓冲作用增加等）的部件。发泡剂可以包括或者主要由以下构成：本领域普通技术人员已知的任何适当类型的物理发泡剂，诸如但不限于，氮气、二氧化碳、碳氢化合物（例如，丙烷）、氯氟化碳、惰性气体、和/或其混合物。在一个示例实施例中，发泡剂包括氮气或者主要由氮气组成。在美国专利公开号2012-0196115 Al中描述了示例发泡剂和使用方法，该专利的全部公开内容通过引用并入本文中。与本文描述的方法和系统一起使用的示例发泡剂是吸热发泡剂，诸如，但不限于，通过改性碳酸氢钠形成的Kycerol 91或者Kycerol 92。可以使用的另一示例发泡剂包括可热膨胀的微型胶囊，该微型胶囊具有由壳层（例如，丙烯酸共聚物）包封的液化发泡剂（例如，液化烃）。这种发泡剂的示例是Cellcom-CAP/170K。

使用SLS或者其他增材制造技术允许形成使用传统制造技术难以或者不可能形成的独特结构和结构的组合。这样的结构例如可以包括多个单独元件，该多个单独元件在SLS制造期间同时以一体状态形成，以产生互锁的多部件结构（诸如，具有如图58A至图58E所示的结构元件和联接元件的中底）。在图65中示出了示例结构，该结构包括具有鞋帮995与形成在鞋帮995的内部997内的多个鞋底元件996的鞋子994。在该实施例中，鞋底元件996包括多个牵引元件998，这些牵引元件998延伸通过在鞋帮995中的开口999，以形成用于鞋子994的地面接触表面。

在一个实施例中，利用SLS制造允许远程地（例如，在体育设施处、在商店中、或者甚至在家里）测量或者选择输入参数，使得远程地或者在用户位置处对输入参数进行分析（通过使用适于允许用户使用输入参数和各种选择标准来设计鞋类部件自身的设计程序），或者在接收到来自用户/运动员的输入参数数据时在制造设施处对输入参数进行分析。分析工具可以包括用于将基于性能度量和用户偏好的设计转换为计算机可读文件（例如，CAD文件）的算法，该计算机可读文件能够直接发送到SLS机器以形成定制的部件。分析工具例如可以包括程序或者应用（App），该程序或者应用（App）能够存储在PC或者便携式电子装置上并且能够通过无线或者有线网络将输入参数、用户选择标准、性能度量信息和/或最终设计信息发送到制造工具，以用于构造定制的鞋类部件。结果，运动员能够远程地创建定制设计，将该设计发送到制造工具，并且使该部件被制造且在短期内送回至用户。测量工具（例如，测量装置，诸如，压力传感器阵列、和/或身体扫描和/或测量工具）能够位于鞋店处、位于体育设施或者事件处、和/或在家里，而制造工具（例如，SLS机器）能够位于鞋店处、位于体育设施或者事件处、和/或在远程制造位置处。替代地，用户能够利用便携式消费者增材制造工具，在家里建造定制的鞋类元件。

在一个实施例中，能够对通过制造过程以及例如通过SLS形成的部件或者多个部件进行后处理，以提供额外的美学和/或结构特性。这样的后处理可以包括：给部件涂色并且/或者为部件涂覆一种支持或者修改部件的结构特性的材料、用一种或多种材料灌注部件、用一种或多种材料填充部件中的腔、以及/或者将部件包在覆盖材料中。

在本发明的一个实施例中，能够提供多个预定鞋类选项，而不是针对每个个体运动员提供单独定制的鞋类，运动员根据他们的具体需求和特性来选择最适当的选项。例如，可以将运动员数据（例如，压力数据和力数据）的多个数据集分类为多个预定类别，通过如下特性来确定这些类别：诸如，但不限于，脚着地位置（例如，脚跟着地者、脚中段着地者或者前脚着地者）、旋前/旋后的水平、直线跑步或者弯道跑步等。在该实施例中，运动员能够基于运动员所适合的类别或者多个类别来选择预制造或者后制造的“定制”鞋子。在一个具体实施例中，能够为鞋子提供有限数量的不同选项，其中特地针对脚跟着地者、脚中段着地者和/或前脚着地者设置牵引元件。

本发明的一个实施例允许利用本文描述的方法和算法来设计并且制造供运动员和其他用户使用的服装和/或设备。例如，可以使用对个人的身体特性的测量值来定制设计服装物品诸如但不限于，防护头盔、用于上身和/或下身的防护服（例如，包含防护材料的衬衣和/或裤子或者用于放置在穿用者的四肢和/或身躯上的包含防护材料的袖套和/或包裹物）、防护垫等。也可以将用于进行运动活动的运动员的相关性能测量值包含在输入参数中，以确保服装在不牺牲性能的情况下提供所需防护。例如，能够将运动员头部的形状和尺寸的测量值用作用于针对该运动员设计定制的适配头盔的方法的输入参数，在一个实施例中，输入参数能够包括运动员的运动的测量值（例如，颈部的转动、和/或由于颈部肌肉的屈曲所导致的颈部形状变化），所述测量值能够用于进一步定制头盔以限制头盔对穿用者的运动能力的影响，而不损害所提供的防护。在一个实施例中，能够通过测量需要防护的身体部位的身体特性，并且/或者获取与该身体部位在进行护垫针对其被设计的体育活动期间的运动有关的测量值，为运动员提供定制的护垫（例如，肩垫、肘垫、身躯护垫、前臂护垫、护腿垫、臀护垫等）。定制的头盔、服装和/或护垫可以有益于如下运动：诸如但不限于，长曲棍球、美式足球、冰球、陆上曲棍球、橄榄球、英式足球、棒球、垒球、武术和/或拳击。

在一个实施例中，可以基于穿用者的身体特性和/或穿用者的表现特性（例如，与穿用者的滑冰姿势和/或穿用者在其特定体育活动期间进行的特定运动有关），为特定滑冰者定制用于滑冰（例如，在冰球、速度滑冰或者冰上舞蹈）的鞋类和冰刀。由于制造方法（诸如但不限于，SLS）允许由包括塑料和金属二者的许多材料来制造部件，所以可以定制制造冰鞋的多个部件，包括，但不限于，冰刀、冰刀附接件、鞋底和/或鞋帮。

本发明的一个实施例允许利用本文描述的方法和算法，通过使用用户的身体特性和/或用户的表现特性（例如，通过测量该运动设备在体育活动的具体体育表现期间的力、压力、应力、应变和/或屈曲）来设计并且制造运动设备（或者，其元件），这些运动设备诸如，但不限于，长曲棍球头部、长曲棍球球网、高尔夫球杆、网球球拍、用于运动设备的任何零件的夹持元件、曲棍球球棍（以及，例如，其头部和/或夹持部分）。

应该理解，替代实施例，和/或在构造实施例或者替代实施例时使用的材料可适于本文描述的所有其他实施例。

在不偏离本发明的精神或者基本特性的情况下，本发明可以以其他具体形式实施。因此，前述实施例在所有方面都被认为是说明性的，而不是用以限制本文描述的本发明。本发明的范围因此由所附权利要求而不是前述描述来指示，并且落入权利要求的等同方案的意义和范围内的所有变化都旨在被包涵在其中。

Claims (35)

1.一种用于鞋类物品的鞋底板，其包括：

适于地面接触的下表面，所述下表面包括：

包括多个第一牵引元件的第一鞋底部分，所述第一牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分；以及

包括多个第二牵引元件的第二鞋底部分，所述第二牵引元件具有在至少一个方面与所述第一牵引元件的对应几何形状特征不同的至少一个几何形状特征。

2.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一牵引元件包括从所述中央芯部延伸的三个逐渐变细的延伸部分。

3.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，在所述第一鞋底部分的第一区域中的至少一个第一牵引元件的定向与在所述第一鞋底部分的第二区域中的至少一个第一牵引元件的定向不同。

4.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第二牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括大体六边形横截面。

5.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第二牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括大体圆形横截面、大体卵形横截面和大体多边形横截面中的至少一个，所述多边形横截面包括三角形、正方形、矩形、五边形、或六边形多边形中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第二鞋底部分包括接近所述鞋类物品的穿用者的脚的第一跖骨区域以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件。

7.根据权利要求6所述的鞋底板，其特征在于，以所述大体三角形图案布置的所述三个第二牵引元件具有大体相同的高度。

8.根据权利要求6所述的鞋底板，其特征在于，所述第二鞋底部分还包括第四个第二牵引元件，其定位在所述鞋类物品的所述穿用者的所述脚的内侧前脚区域中。

9.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第二鞋底部分从所述鞋底板的内侧侧边缘延伸至所述鞋底板的中央区域，且所述第一鞋底部分从所述鞋底板的侧向侧边缘延伸至所述鞋底板的接近所述鞋底板的脚中段区域、所述鞋底板的前脚区域和所述鞋类物品的穿用者的脚的跖骨区域中的至少一个的中央区域。

10.根据权利要求9所述的鞋底板，其特征在于，所述第二鞋底部分从所述内侧侧边缘至所述中央区域在所述鞋底板的宽度的最大大约50%至大约80%之间上延伸。

11.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第二鞋底部分包括：

接近所述鞋底板的边缘的第一边缘；

从所述鞋底板的所述边缘延伸至所述鞋底板的中央区域的第二边缘；以及

从所述鞋底板的所述边缘延伸至所述鞋底板的所述中央区域的第三边缘，其中，所述第二边缘和所述第三边缘在所述鞋底板的所述中央区域中会聚并会合。

12.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一鞋底部分和所述第二鞋底部分通过一个或多个屈曲凹槽分离。

13.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一鞋底部分包括第一材料，且所述第二鞋底部分包括与所述第一材料不同的第二材料。

14.根据权利要求13所述的鞋底板，其特征在于，所述第一材料包括尼龙，且所述第二材料包括热塑性聚氨酯。

15.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一鞋底部分处于如下状态中的至少一种：被粘结至所述第二鞋底部分，以及与所述第二鞋底部分共同模塑。

16.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一牵引元件和所述第二牵引元件中的至少一个包括金属。

17.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，至少一个第一牵引元件和至少一个第二牵引元件包括金属，且至少一个第一牵引元件和至少一个第二牵引元件包括热塑性聚氨酯。

18.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一牵引元件和所述第二牵引元件中的每一个均包括热塑性聚氨酯。

19.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一鞋底部分和所述第二鞋底部分中的至少一个还包括鞋底花纹图案和多个第三牵引元件中的至少一个。

20.根据权利要求19所述的鞋底板，其特征在于，所述第三牵引元件通过多个互连的细长元件连接。

21.根据权利要求1所述的鞋底板，其特征在于，所述第一鞋底部分和所述第二鞋底部分中的至少一个还包括结构支撑元件。

22.根据权利要求21所述的鞋底板，其特征在于，所述结构支撑元件包括多个互连的细长元件。

23.一种鞋类物品，其包括：

鞋帮；以及

鞋底，所述鞋底包括鞋底板，其包括适于地面接触的下表面，所述下表面包括：

包括多个第一牵引元件的第一鞋底部分，所述第一牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分；以及

包括多个第二牵引元件的第二鞋底部分，所述第二牵引元件具有在至少一个方面与所述第一牵引元件的对应几何形状特征不同的至少一个几何形状特征。

24.根据权利要求23所述的鞋类物品，其特征在于，所述鞋帮包括具有第一表面质地的第一鞋帮部分和具有第二表面质地的第二鞋帮部分。

25.根据权利要求24所述的鞋类物品，其特征在于，所述第一表面质地包括多个大体均匀分布的压痕。

26.根据权利要求24所述的鞋类物品，其特征在于，所述第二表面质地包括多个大体平行的脊。

27.根据权利要求26所述的鞋类物品，其特征在于，所述平行的脊相对于所述鞋类物品的纵向轴线以在大约30°至大约60°之间的角度定向。

28.根据权利要求27所述的鞋类物品，其特征在于，所述平行的脊相对于所述鞋类物品的纵向轴线以大约45°的角度定向。

29.根据权利要求24所述的鞋类物品，其特征在于，所述第二表面质地在所述鞋帮的至少内侧前脚部分上延伸。

30.根据权利要求24所述的鞋类物品，其特征在于，所述第一鞋帮部分和所述第二鞋帮部分中的至少一个包括多层材料，所述多层材料包括：

接近所述鞋类物品的内部的第一材料层；

接近所述鞋类物品的外部的第二材料层；以及

定位在所述第一材料层和所述第二材料层之间的第三材料层，所述第三材料层包括泡沫材料。

31.根据权利要求30所述的鞋类物品，其特征在于，所述第三材料层包括具有延伸通过其的多个大体均匀分布的孔的材料层。

32.根据权利要求30所述的鞋类物品，其特征在于，所述鞋帮的接近所述鞋类物品的脚中段区域的至少一部分还包括在其外部表面上的至少一个支撑结构，所述支撑结构包括第四材料层。

33.根据权利要求30所述的鞋类物品，其特征在于，所述多层材料在所述鞋类物品的内侧脚中段区域、前脚区域和侧向脚中段区域中的至少一部分上延伸。

34.一种鞋类物品，其包括：

鞋帮；以及

鞋底，所述鞋底包括鞋底板，所述鞋底板包括适于地面接触的下表面，所述下表面包括：

包括多个第一牵引元件的第一鞋底部分，所述第一牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁具有从中央芯部延伸的多个延伸部分；以及

包括多个第二牵引元件的第二鞋底部分，所述第二牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁具有大体圆形或六边形横截面，其中，（i）所述第二鞋底部分在所述鞋底板的所述下表面的接近所述鞋底板的脚中段区域和前脚区域中的至少一个的内侧部分上延伸，（ii）所述第二鞋底部分包括接近所述鞋类物品的穿用者的脚的第一跖骨区域以大体三角形图案布置的三个第二牵引元件，和定位在所述鞋类物品的所述穿用者的所述脚的内侧前脚区域中的第四个第二牵引元件，以及（iii）所述第一鞋底部分包括第一材料，且所述第二鞋底部分包括与所述第一材料不同的第二材料。

35.一种鞋类物品，其包括：

鞋帮；以及

鞋底，所述鞋底包括鞋底板，所述鞋底板包括适于地面接触的下表面，所述下表面包括：

包括多个第一牵引元件的第一鞋底部分，所述第一牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分；以及

包括多个第二牵引元件的第二鞋底部分，所述第二牵引元件包括远侧端部和侧壁，所述侧壁包括从中央芯部延伸的多个延伸部分，其中，（i）所述第二鞋底部分在所述鞋底板的所述下表面的接近所述鞋底板的脚中段区域和前脚区域中的至少一个的内侧部分上延伸，（ii）所述第一鞋底部分包括第一材料，且所述第二鞋底部分包括与所述第一材料不同的第二材料；（iii）在所述第一鞋底部分的第一区域中的至少一个第一牵引元件的定向与在所述第一鞋底部分的第二区域中的至少一个第一牵引元件的定向不同；以及（iv）所述第二鞋底部分还包括多个第三牵引元件。