CN108348031B - 设计成在用鞋头踢球时在球上施加受控旋转的鞋制品 - Google Patents

Abstract

一种以两种方式改变形状的运动鞋制品。首先，当这种鞋被用于利用鞋头踢球时会发生形状变化。该形状变化使被踢的球与鞋头的接触面积最大化。其次，当跑步期间运动鞋制品弯曲时发生形状变化。该形状变化缩短了运动鞋制品的整体长度，以便防止绊倒。柔性鞋头罩包裹脚部和传统鞋制品的部分，并附接在穿着者的跖趾关节处或附近。

Description

设计成在用鞋头踢球时在球上施加受控旋转的鞋制品

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月13日提交的美国临时专利申请序列号62/254,819的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本申请要求2016年1月28日提交的美国临时专利申请序列号62/287,941的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

运动鞋包括柔性鞋头，鞋头能够短暂地改变形状，以便更加准确地以在球上施加旋转的方式来踢球。

背景技术

这涉及一种鞋制品，该鞋制品被设计成使得当用鞋制品的鞋头踢球时更容易以受控的方式向球施加旋转。传统上，对于涉及踢球的运动，教练教导运动员不要用鞋的鞋头端踢球，原因在于用传统鞋难以控制该球的方向。本实施方式通过提供一种鞋制品解决了这个问题，该鞋制品允许用鞋制品的鞋头端准确地踢球，同时在该球上施加旋转。提供用以准确地以旋转的方式踢球的装置对运动员是有用的，因为这样的旋转引起马格努斯(Magnus)效应，从而使球呈曲线远离原理上的飞行方向。这条路径曲线可以被运动员用来欺骗对方队伍的运动员，从而创造更多的进球或得分等等。Pelfrey在美国专利号5,718,069中教导了一种鞋形式，该鞋形式具有扁平鞋头使得与球的接触面积与鞋本身一样宽，目的是准确地用鞋的鞋头踢球。Johnson在美国专利号5,437,112中教导了一种在鞋的上表面上具有接触垫的鞋形式。该垫被设计成当垫和球之间进行接触时支持更准确地踢球。Eder在美国专利号8,356,429中教导了一种具有小突起的格子的鞋的形式，该突起弯曲以便对球进行缓冲，为了在用包括格子的外表(show)区域踢球时所述球的准确性更好。Serafino在国际公开号WO 2011/150446中教导了一种具有凹面鞋头端的鞋形式，该凹面鞋头端被设计成当用鞋头踢球时准确地踢球。Morle在美国专利号6,681,503中教导了一种具有外部鞋舌的鞋形式，该鞋舌具有一系列搅动器，该搅动器被设计成当用脚部的任一侧踢球时在球上施加旋转。描述现有技术的附图示出了踢球12的传统的鞋制品10。为了便于观看，球12和传统的鞋制品10已经彼此分离。在球12的最大变形点处，传统的鞋头端14在球12上造成大的凹陷16，但是由于传统的鞋头端14的刚性特性，在凹陷16的大部分与传统的鞋头端14之间的留有空间20。这种刚性的很大一部分是由于构成传统的鞋头端的上部分的半柔性材料附接到相对地不可弯曲的鞋底的事实。

优点：这些解决方案中没有一个处理用鞋的鞋头端踢球的主要问题，也就是，外表的鞋头端与球的接触面积小于用脚部的内侧踢球情况下的侧踢的接触面积的事实。

发明内容

一种运动鞋制品，包括前足段，该前足段包括柔性鞋头罩，该柔性鞋头罩被设计成在与被踢的运动球的方向大致正交并且与球的旋转方向相反的方向上基本上改变形状，其中这种形状的改变基本上增加了在踢球期间球与柔性鞋头罩之间的平均接触面积，由此实现球上的额外旋转。

此外，柔性鞋头罩能够在由于来自被踢的球的反作用力所造成的形状初始变化之后，迅速恢复到柔性鞋头罩的基本原始形状，同时仍然与被踢的球接触；从而为球提供更加可控的旋转。

此外，柔性的鞋头能够在跑步运动时在延长长度的鞋可能使穿着者绊倒的点处减少其长度。

附图说明

现有技术示出了现有技术的示例性部分；

图1示出了从侧面观察的示例性方面；

图2示出了从侧面和上方观察的示例性方面；

图3A示出了用于产生一个示例性方面的一些元件；

图3B示出了图3A中的一些元件如何可以固定在一起；

图3C示出了覆盖图3A和图3B中描述的部件的一个示例性方面的外表层的截面视图和俯视图；

图4示出了另一示例性方面；

图5示出了与图4相比可以在更多方向上进行机械移动的另一示例性方面；

图6示出了另一示例性方面，其中能够弯曲的突起是鞋制品的柔性鞋头罩的部分；

图7示出了采用柔性支柱的另一示例性方面；

图8A示出了从侧面、顶部和下面观察的采用柔性鞋头罩的另一示例性方面；

图8B示出了平坦平面压靠柔性鞋头罩和运动鞋；

图9A示出了与图8A中所示出的相似的但添加了纵向加强支柱的另一示例性方面；

图9B示出了与图9A所示出的相似的但具有T形支柱的另一示例性方面，该T形支柱支撑允许穿着者在踢之前卡住(lock，锁住)制品；

图9C示出了在跨步期间使鞋制品短暂地缩短的带子(strap，条带)和记忆泡沫；

图9D示出了在跨步期间使鞋制品短暂地缩短的受控折痕；

图9E示出了鞋底在柔性鞋头罩开始处终止的实施方式；

图10A示出了向球施加上旋转和后旋转的示例性方面；

图10B示出了向球施加两个方向的侧旋转的示例性方面；

图11A示出了在鞋的鞋头端处撞击球；

图11B示出了为了清楚而被放大的来自图11A的场景；

图11C示出了在踢球时所涉及的力；

图11D示出了示例性方面以及在上旋转踢球时所涉及的力；

图11E示出了在上旋转踢球时所涉及的迅速恢复力；

图12A示出了执行后旋转踢球的示例性方面；示出了鞋制品的形状变化；

图12B示出了在后旋转踢球的情况下，来自在球上产生旋转的扩张的鞋制品的迅速恢复效应；

图13A示出了从踢球者的角度观察的，从左侧到右侧旋转踢球的情况下的方面的形状的变化，以及所涉及的力；

图13B示出了从踢球者的角度来看，来自在球上产生从左侧到右侧旋转的扩张的鞋制品的迅速恢复效应；

图14A示出了在从右侧到左侧旋转踢球的情况下形状的变化以及所涉及的力；

图14B示出了在从右侧到左侧旋转踢球的情况下，来自在球上产生旋转的扩张的鞋制品的迅速恢复效应；

图15从四个视图示出了图9A和图9B中所示出的实施方式的操作。

具体实施方式

在下文中结合图1至图15的视图和实施例详细描述了选择性实施方式，其中在全部视图中相似的附图标记通常指示相同或对应的元件。该详细描述以足球鞋的形式讨论示例性实施方式；然而，本实施方式可以采取任何鞋制品的形式。该详细描述主要示出了针对右脚图示的鞋制品的实施例，但是应该理解的是，该详细描述可以同样适用于意在用于左脚的镜像图像。

该详细描述分解成两个不同的部分。第一部分详述各种实施方式的结构。第二部分详述这些实施方式的操作。

各种实施方式的结构：

在第一实施方式中，鞋制品的端部件被设计成根据由球施加的作用于鞋上的力来沿非直观方向改变形状，并且然后在踢球之后返回到静止位置(rest position)。

现在参考图1，鞋制品100可以包括后跟部102、中足部104和前足部106。后跟部102通常与脚后跟相关联。类似地，中足部104通常与足弓相关联。前足部106通常与脚趾相关联。为了简洁的原因，鞋制品100也可以被称为制品100。

现在参考图2，制品100可以包括中间部110和横向部112，该中间部和横向部可以在彼此的相对侧并且延伸通过部102、部104和部106。应该理解的是，部102、部104、部106、部110和部112为了描述的原因而分开，并且不意在精确地划分制品100的区域。制品100还可以包括鞋面部114和鞋底部116。鞋面部114的构造在不同的实施方式中可以广泛地变化。鞋面部114可以是任何类型的鞋面。鞋面部114可以具有任何设计、形状、颜色或尺寸。通常，鞋面部114可以由任何合适的材料制成，包括但不限于皮革、合成皮革、合成橡胶、天然橡胶、塑料和弹性体。典型地，鞋面部114可以被构造成允许脚部经由进入孔118进入。鞋底部116的构造在不同实施方式中可以广泛地变化。部116可以通过诸如粘合或缝合连接到制品100的鞋面部件。在一些情况下，鞋底部的构造可以变化，以便在不同的地表上更加有效。例如，鞋底部116可以具有附接到其上的防滑钉，以用于提供与地面更好的抓地力。在其他实施方式中，鞋底部116可以具有相对平坦的表面。鞋底部116可以由任何合适的材料制成，包括但不限于合成橡胶、天然橡胶、塑料和弹性体。制品100还可以包括用于将制品100收紧至人的脚部的鞋带120。在其他情况下，设置有其他装置来执行这种收紧，该其他装置包括但不限于尼龙搭扣。制品100还可以包括脚趾套122，该脚趾套可以是鞋底116的延伸，弯曲成大致凹面的形状以保护脚趾。部106在沿着线123的点处附接到部100，该线围绕包括鞋底116的制品100。

为了清楚的目的，在本示例性实施方式中仅讨论了部102、部104、部106、部110、部112、部114和部116的一些局部。应该理解的是部102、部104、部106、部110、部112、部114和部116可以包括本领域中已知的用于辅助步行、跑步、踢球和其他的运动努力的其他设置。

关于在本具体实施方式和权利要求全文中使用的“左”或“右”意在从踢球者的角度也就是从人的角度沿从后跟部102至前足部106的方向观看。

在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“横向”意在表达中间部110与横向部112之间或横向部112与中间部110之间的方向。

在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“纵向”意在表达后跟部102和前足部106之间或从前足部106到后跟部102的方向。

在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“弹性”意在表达材料由此能够在收缩、扩张、变形或由某种力生成的其他移动之后自发地恢复其正常形状的性质。

制品100可以包括前足部106，由此该前足部的一个目的是允许踢球，由此球的方向被准确地控制，并且当前足部106的部分或全部和这种球之间进行接触时向该球施加大量的旋转。

现在参考图3A，该图意在示出在该第一示例性实施方式中用于形成可移动柔性鞋头罩的两个主要部件中的一个。鞋制品200由多个部件构成。前部可以形成为小空心球形可充气球，部201，使用粘合剂、缝合或其他手段将该部物理地附接到传统的运动鞋的鞋头部202，然而部201和部202可以形成为或模制为单个单元并且可以由橡胶、合成橡胶或其他材料形成。传统运动鞋的鞋头部202可以由典型地用于形成运动鞋的鞋头部的材料制成。运动鞋的鞋头部202可以在点204处附接到球部201。在制造时并且在附接其他部件之前，部201可以通过设备诸如充气和放气阀206在很大程度上地放气。

现在参考继续描述图3A的实施方式的图3B，鞋底部216支撑鞋制品的基部。来自图3A的以部201标记的小球可以放气以看起来像图3B中的球部220，在球部220中留有一些空气或气体，使得通过在球内留下的空气或气体防止球部220的内部表面点222和内部表面点224彼此接触，因此当剪切力从一侧到另一侧或向上或向下移动球部220时使摩擦最小化。运动鞋的鞋头部226可以在部226上的点228和球部220上的点230处附接到球部220，从而允许球部220的大部分自由地移动。内球表面224和连接点230以虚线显示，因为他们本来就是不可见的。这个惯例可以在全部其他附图之中重复。运动鞋鞋头部226可以通过各种常规手段附接到运动鞋的其余部分。球部220可以由典型地用于形成柔性运动球的材料诸如橡胶、合成橡胶、一种类型的弹性体或其他类似的柔性材料制成。

现在参考示出了图3B的所有部件的截面图和俯视图的图3C，为了简化图示在图3B中未示出的柔性表层232可以由橡胶、合成橡胶或其他柔性材料制成。所示的截面是沿纵向的虚构平面233。柔性表层232可以使用包括粘合或缝合的方法在点234处附接到球部220。当球部220沿包括左、右、向上或向下的方向移动时，在来自被踢的运动球的反作用力下，柔性表层232被拉伸。当这样的反作用力减小时，柔性表层232可以使球部220迅速恢复到踢之前的静止位置或超出踢之前的静止位置。当这种来自球的暂时反作用力减弱时，两种作用可以导致柔性表层232和表层内的部件迅速恢复到初始位置或甚至返回的更多；这种作用是先前被压缩气体的减压，以及第二是拉伸的外表层232的弹性作用。这种迅速恢复可以在被踢的球中的凹陷的边缘上进行推动，并且可以在斜踢时添加转动力，以及使得被踢的球比另外的没有迅速恢复效应的情况旋转的更多。

柔性表层232可以在四周环绕包括鞋底的鞋体的边缘点236处附接到运动鞋的本体。这种附接可以通过粘合、缝合或在制造运动鞋中常见的其他手段来生效。由于大部分材料在位置上不受约束，所以恰好在柔性表层232的边缘处的附着可以增加柔性表层232中的弹性量。柔性表层232的内部表面238和部220的表面240和外部表面224可以涂覆有低摩擦材料，以减少在由踢球引起的压缩期间这种表面之间接触情况下的摩擦。柔性表层232的外部表面242可以是用于与被踢的球的接触的高摩擦表面。这个示例性实施方式的一个变体可以是，其中制品220内的空气或气体部分地用液体诸如油替换，以便在踢球期间即使部220的内部表面之间接触也在部220的内部表面之间提供较低的摩擦并因此提供移动自由。鞋底部216可以以曲线向上延伸以便保护穿着者的脚趾。在其它实施方式中，部220可以不是一个单个气体腔室，而是可以连接的一系列腔室。

在另一实施方式中，柔性鞋头罩的形状的改变可以通过除了弹性和充气方式以外的包括机械移动或机械移动和弹性方式的组合来实现。现在参照图4，示出了制品300，其为鞋制品，具有用于说明性目的而分离的柔性鞋头罩部分；如虚线所示，鞋底316向上延伸到凹部318。鞋底部316和凹部318可以被制造为单个模制单元。在一些实施方式中，部316和部318可以通过诸如粘合或缝合的手段连接到制品300的鞋面部件。鞋底316中的槽320可以设置用于引导突起322移动穿过的路径，以基于由被踢的球施加在前足机械可移动前部件324的反作用力来引导制品300的可机械移动的前部件324可以在四个方向中的一个方向上移动。这种槽也可以通过模制工艺形成或者可以随后通过机器从凹部318切割来形成。机械可移动前部件324可以由柔性材料诸如橡胶制成，其在挤压时扩张，以便机械可移动件324可以更好地与被踢的球中的凹陷嵌合。可移动件324的机械移动允许其处于靠近该凹陷中心的适当位置中。在部324上的虚线被设置用于说明性目的以表达部324的形状并且不暗示机械特性。现在参考图4的底部，示出了来自不同视角的可移动前部件324的内部；可移动前部件324的凹的内部可以容纳适配到槽320中的导向突起322。导向突起322可以由塑料、橡胶处理的塑料或其他类似材料制成，并且可以被黏合、缝合、模制或以其他方式固定至部324。再次参照图4的顶部，机械可移动前部件324可以在线326上连接至制品300。这种连接可以通过粘合或缝合或本领域技术人员已知的其他手段来实现。该整个柔性鞋头罩可以基本上比所示的大并且可以向后延伸到在穿着者的跗跖关节处或附近的附接点。

现在参照示出了另一实施方式的图5，由此鞋制品400的柔性鞋头罩中的形状变化的比例可以通过不受图4中示出的槽的方向限制的机械运动来实现。鞋底部416可以物理地向上延伸超出穿着者的脚趾的区域并成为没有槽的固定凹部418。凹部418设置有大体半球形的或类似的固定至鞋制品400端部。固定的凹部418也可以足够刚性以在踢球期间保护穿着者的脚趾。固定的凹部418可以由塑料或橡胶处理的塑料或其他类似的半刚性材料的一种类型制成，并且可以被模制成鞋底部416的部分。部416和部418可以通过手段诸如粘合或缝合连接至制品400的鞋面部件。可移动部424也设置有大体半球形或类似的可移动部件，具有与凹部418相似的半径，其与固定的部418嵌合。图5中下方的图从不同角度示出了可移动部424，以用于更容易地观察内部表面。可移动部424可以由橡胶、合成橡胶、橡胶处理的塑料、弹性体或其他类似材料制成。部424和部418的表面438和表面440可以覆盖有低摩擦涂层，诸如聚四氟乙烯，使得当用侧踢来踢球时，来自该球的反作用力可以移动部424，以便填补由踢力在该球上形成的凹陷。附接到部424的盖部442可以由可变形材料诸如橡胶制成，以便更完美地填补任何这种凹陷。可移动部424和附接部442的厚度可以从两毫米直到二十五毫米或更多进行变化。可移动部424可以在点444处附接到鞋制品400的其余部分，该点均匀地围绕包括鞋底部416的制品400延伸。在点444处的这种附接可以通过粘合、缝合或本领域技术人员已知的其它手段进行。在部424上的虚线被设置用于说明性目的，以表达部424的形状，并不暗示机械特性。附接点444可以向后实施的远到穿着者的跗跖关节。

现在参照示出了另一实施方式的图6，其中设计重点在于增强横向移动，但是纵向变形也是可以的。鞋制品500，其中鞋底部516可以在鞋头端处附接到半球形延伸部518中，为踢球者的脚趾提供保护。部516和部518可以由材料诸如橡胶处理的塑料、塑料或通常用于制造运动鞋底的其他材料制成。部516和部518可以通过手段诸如粘合或缝合连接到制品500的鞋面部件。外部可移动部524可以包裹在制品500的外部端上并且经由粘合、缝合或其他手段在点544处连接。半球形的鞋底延伸部518可以连接到多个大体圆锥形的突起546，这种连接可以通过粘合、模制为单个单元或其他手段来实现。为了说明性目的，在图6的上半部仅示出了两个圆锥形突起546。图6的下半部示出了更实际的构造。这种圆锥形突起546可以由能够横向弯曲并且可以快速返回到他们的原始形状的材料制成。适合于用作突起546的材料的示例包括但不限于天然橡胶、合成橡胶、一些塑料和弹性体。圆锥形突起546被成形为使得在向它们施加力时，这种突起可以沿着它们的轴线548更少地变形，并且沿着与轴线548正交的方向更多地变形，即，从一侧向另一侧弯曲多于沿着它们的轴线的压缩。突起546可以或不可以被可选的柔性表层524覆盖，如果使用该柔性表层，则该柔性表层可以被拉伸并通过缝合、粘合或其他手段在点544处附接在制品500上。点544可以位于如这里所示的那样或者可以向后远到穿着者的跗跖关节处。

现在参考示出了实施方式的图7，鞋制品600，其中鞋底616已经附接到或模制到其柔性支柱650，该柔性支柱在点652处附接，该点朝向制品600的后跟足够远，使得鞋底616的向上弯曲在柔性支柱650和鞋底616的鞋头端的下表面之间提供间隙。柔性支柱650附接到或模制到可移动护罩654。这种附接可以通过包括但不限于模制、粘合和铆接的手段来实现。柔性支柱650可以由钢、天然橡胶、合成橡胶、一些类型的塑料或弹性体或其他类似材料制成。可移动护罩654可以由天然橡胶、合成橡胶、塑料或一些类型的弹性体或其他类似材料制成。制品600的传统鞋头端与可移动护罩654之间的间隙656可以是使得在尽可能用力地踢球时，可移动护罩654可以不与制品600的传统鞋头端进行接触。类似地，柔性支柱650的直径可以被指定为使得柔性支柱650大致抵抗纯粹纵向变形，但是允许在包括向左、向右、向上和向下的方向上的暂时移动，该直径能够随着所选构造材料变化。可移动护罩654未附接到制品600的其余部分，以便在发生踢球的情况下可移动护罩可以移动。护罩654的宽度可以从约两毫米到约三厘米变化，并且可以由柔性材料诸如弹性体或泡沫橡胶构成，以允许几厘米的纵向变形。

现在参考示出了运动鞋制品700的另一实施方式的图8A，该运动鞋制品包括鞋底716，该鞋底附接有用以防止沿地表滑动的防滑钉。还附接到鞋底的是鞋面部分和柔性鞋头罩762，该柔性鞋头罩附接到鞋底716和鞋面部分并且被构造用于在踢该物体时与该物体的主要接触。柔性鞋头罩762是中空的并且由材料诸如天然或合成橡胶或弹性体制成。柔性鞋头罩762在位于穿着者的跗跖关节处或附近的竖向平面766中附接到鞋底716和鞋面部分。与之相反，柔性鞋头罩762没有附接到鞋制品的其余部分。柔性鞋头罩762可以纵向延伸到穿着者脚趾前方的至少两厘米的距离。柔性鞋头罩762可以具有附接的用来防止沿着地表滑动的防滑钉。除了在脚置放至地面时，柔性鞋头罩762除了在连接线766处以外不会与鞋底716接触，若该柔性鞋头罩足够柔性，那么当穿着者的脚被压至地面时，柔性鞋头罩762压在鞋底716上。

柔性鞋头罩762可以由材料诸如天然橡胶或合成橡胶制成，使得在柔性鞋头罩上的在纵向上位于最前方的直径5厘米的表面圆764被构造成能够响应于约50牛顿或更大的水平横向力，相对于鞋的中心轴线在水平横向方向上横向地移动超过2厘米。在由试图向球施加旋转的有经验成年足球运动员用力踢球的情况下，该力可以是典型的剪切力。

运动鞋制品700的实施方式具有柔性鞋头罩762，该柔性鞋头罩在其附接点前方在每个方向上基本都是圆形的，并且由于从竖向平面施加的250牛顿的纵向力纵向地压在水平柔性鞋头罩762的与竖向平面正交定向的前部上，经由类弹性设备，柔性鞋头罩762的最前方的点自由移动至少约2厘米或更多的距离，所移动的距离是平行于鞋底的前部并且朝向鞋制品的后跟部在纵向上测量的，并且所移动的距离是相对于穿着者的跗跖关节接触鞋底766的点测量的。250牛顿的纵向力对于由成人踢球者对运动球做出的用力踢动而言可以是常见的。

如前所述，传统鞋的鞋头罩760和鞋底716由柔性鞋头罩762包裹。柔性鞋头罩762是中空的并且可以由天然橡胶、合成橡胶、一些类型的塑料或弹性体或其他类似材料形成。柔性鞋头罩762可以在点766处经由粘合手段或通过缝合或本领域技术人员已知的其他手段附接到鞋制品700的鞋面体。点766可以放置在穿着者的脚部的跗跖关节处或附近。在柔性鞋头罩762于鞋底716之间可以不存在其他接触点。柔性鞋头罩762的膜的厚度可以是能够变化的，但是可以提供足够的刚性以防止在踢球期间与传统的鞋头端760接触。在圆形区域内的点764处，柔性鞋头罩762的膜的厚度可以大于柔性鞋头罩762的一些其他区域。该增加的厚度可以防止当在踢球期间球的凸的表面初始接触时在圆形内的点764过度变形。柔性鞋头罩762的侧部768可以被形成为弯曲的并且具有足够薄的膜，使得在来自被踢的球的强大的纵向反作用力作用在柔性鞋头罩762上时，侧部768可以向外弯曲远离传统的鞋头罩760，从而使柔性鞋头罩762的半径增加到更接近在被踢的球中形成的凹陷的半径的尺寸。纵向最向前的防滑钉或鞋钉772可以被模制到制品762的其余部分。

现在参考示出了一种场景的图8B，其中柔性鞋头罩762能够借助于该柔性鞋头罩的弹性在施加250牛顿的纵向力时选择性地改变形状，使得在提供这种力的竖向平面774和柔性鞋头罩762之间的接触面积至少为80平方厘米。假设圆形接触面积，这等同于与刚性竖向平面的接触为约10厘米直径的圆，也就是说，点776相距约10厘米或更多。在上面的说明中，竖向平面与柔性鞋头罩762之间的接触面积在他们刚刚接触时，由于柔性鞋头罩接触平坦平面的圆形特性而忽略不计。提供至少80平方厘米的接触的该变形可能因为该罩在其附接点的前方是不受约束的并且有利于对平面进行可控的踢。在施加这种250牛顿或更大的力期间，如所示出的，由于柔性鞋头罩的弯曲，柔性鞋头罩762的最大半径可以增加至少百分之10，由于通过该力的推动形成了增强的弯曲，该柔性鞋头罩的弯曲支持横向和纵向的变形。

现在参考示出了实施方式的图9A，其中鞋制品800包括鞋底816，该鞋底包括上表面和下表面，下表面被构造为与地表接触。鞋制品800可以被认为是传统的具有传统鞋底816和传统鞋头端860的鞋制品，该传统鞋底和传统鞋头二者都用柔性鞋头罩862包裹。柔性鞋头罩862可以由橡胶、合成橡胶、一种类型的弹性体或其他类似的柔性材料制成。柔性鞋头罩862可以在点866处附接到鞋制品800，并且另外不附接到鞋底816和传统鞋头端860二者。可能的附接方法包括但不限于粘合或缝合。图9A被分成四部分。顶部图片描绘了来自鞋制品800的上方的视图。从顶部的第二个图片在虚线圆内示出了在虚构的线868处截取的鞋制品800的竖向截面。从顶部的第三个图片描述了鞋制品800的来自下方的视图，以及最下面的图片描绘了来自中间侧的视图。纵向加强支柱870可以附接到柔性鞋头罩862的内表面或与该柔性鞋头罩的内表面模制，并且从柔性鞋头罩862中的最前方的点朝向柔性鞋头罩862的附接区域和鞋制品800的其余部分辐射。任何这种附接都可以通过粘合或缝合或本领域技术人员已知的其他手段来实现。在一些情况下，纵向加强支柱870由虚线显示，因为他们在外侧被柔性鞋头罩862的外部表面覆盖。纵向加强支柱870可以由天然橡胶、合成橡胶、一些类型的塑料或弹性体或其他类似材料制成。在其他情况下，纵向加强支柱870可以由钢制成，由此这种薄钢支柱可以包裹在制成柔性鞋头罩862的材料中。柔性鞋头罩862可以由天然橡胶、合成橡胶、一些类型的塑料或弹性体或其他类似材料制成。用于提供与地面的抓地力的防滑钉872可以附接到柔性鞋头罩872的下侧或与柔性鞋头罩的下侧一起模制。纵向加强支柱870在来自被踢的球的剪切力施加到它们上时部分地抵抗纵向移动但是允许临时横向移动。当穿着者将他或她的脚压在地面上时，柔性鞋头罩862可以足够柔性以向上移动。

制品800还包括鞋面部分817，该鞋面部分附接到鞋底816并且与该鞋底配合以限定用于接纳穿着者的脚部的内部860。制品800还包括沿着周边附接到鞋底816和鞋面部817的每一个的柔性鞋头罩862，柔性鞋头罩862限定了前部部分，其中鞋底816由第一材料制成，该第一材料可以是塑料或橡胶或其它弹性体材料的类型，并且鞋面部分817由第二材料制成，该第二材料可以是皮革和乙烯树脂中的一种或多种，并且柔性鞋头罩862由第三材料弹性体制成，该第三材料与第一材料和第二材料不同并且比第一材料柔韧。鞋底816限定第一长度863。柔性鞋头罩862限定第二长度864。第一长度863比第二长度864长，比率为至少约2比1，并且柔性鞋头罩862未在穿着者的跗跖关节前方的任何点处连接至鞋底。此外，柔性鞋头罩862在每个方向上都是圆形的还足够柔软，使得当穿着者将脚部置放在地上时，柔性鞋头罩的下部分被推靠在鞋底816或靠着穿着者的脚。柔性鞋头罩862的周边位于基本上竖向的平面内。鞋底816在柔性鞋头罩内延伸不超过柔性鞋头罩862的全部长度864的百分之90，如所显示的长度865不超过长度864的百分之90。第一材料即制成鞋底的材料具有第一刚度，并且第三材料即制成柔性鞋头罩862的材料具有第二刚度，并且第一刚度是第二刚度的至少两倍。鞋底816和鞋面部分配合以形成传统的封闭鞋头端860。柔性鞋头罩862与封闭鞋头端860的远端间隔开。柔性鞋头罩862可以与封闭鞋头端860的远端间隔开柔性鞋头罩862的半径869的约10％或更多。

现在参考示出了在图9A中所示的实施方式的派生的图9B，因此纵向加强支柱870装配有T形闩874。传统鞋头端860也可以增设具有T形闩876的类似支柱，该T形闩的类似支柱可以仅实现在靠近制品862的竖向中点的中心处的水平平面的水平带中。截面878描述了制品800的这种鞋头部的竖向截面并且如图9B中的顶部视图所示。两组T形闩可以通过模制工艺来实现，由此这种闩可以与他们各自的支柱的其余部分一起被模制。防滑钉或鞋钉872可以通过模制或其他手段附接到部的基部862。图9B提供了用于沿从中间到横向或沿从横向到中间方向释放储存能量的能力。当踢球者将他或她的脚的脚趾端以一角度抵靠在地面上使得制品874卡扣到制品876上时，能量可以被储存。这在制品874上引起横向拉伸，然后它们卡扣至制品876，同时柔性鞋头罩862的外部表面被横向拉伸。这种能量可以在踢球时通过分离制品874和制品876的踢力来释放。本领域技术人员应该清楚的是，用于在竖向方向上释放势能的存储可以用传统的鞋头端860上的T形支柱的细的竖向带实施而不是刚刚描述的水平带。这种T形支柱可以卡到相似定向的指向柔性鞋头罩862上的支柱的T形。在图9B中的三个图中的下部中显示了截面868。

现在参考图9C，该图示出了与图9A中所示的类似的减去加强支柱的实施方式，然而被改进成设置有设备，该设备用以短暂地缩短柔性鞋头罩862的长度，以便防止穿着者因柔性鞋头罩862造成的额外的鞋长度绊倒。鞋底816和鞋面部分配合以形成封闭的鞋端头860。在柔性鞋头罩862和封闭的鞋头端860之间固定有一材料部分888。当跑步期间穿着者的脚部弯曲时，柔性鞋头罩的纵向长度减少至少百分之10，如所显示的平面893和平面890之间的间隙相比于平面893和平面895之间的间隙。

当跑步期间脚的伸直时，由于固定在柔性鞋头罩和封闭的鞋头端之间的材料部分的缓慢减压性质，柔性鞋头罩返回到稳定状态位置所花费的时间延长到约半秒。

带子880可以由不能纵向拉伸但能够在其他方向移动的材料制成，像典型的带子。这种材料可以是皮革、塑料、乙烯树脂或其他类似的材料。带子880在附接点882处附接到鞋底816，该附接点位于从柔性鞋头罩862纵向向后并朝向制品800的后跟的点处。带子880在点882处的附接可以使用缝合、粘合或其他手段来实现。带子880可以在模制或切割于鞋底816中的槽884中从附接点882纵向向前运动。图9C包括视图894，该视图意在表示制品800在平面896处的竖向截面。在柔性鞋头罩862附接到鞋底816的附接点866处，带子880陷入柔性鞋头罩862中并且经由槽884进入柔性鞋头罩862的内部。带子880通过附接物886附接到柔性鞋头罩862的内表面，该附接物被缝合、胶合或以其他方式附接到柔性鞋头罩862和带子880两者。柔性鞋头罩862和传统鞋头端860之间的间隙可以填充有记忆材料888，该记忆材料能够在力作用下快速压缩并且一旦移除压缩力就可以较慢地返回到正常位置。这种记忆材料888可以是粘弹性聚氨酯泡沫的形式，也称为记忆泡沫或等同物。记忆材料888可以经由粘合或其他手段固定到传统鞋头端860和柔性鞋头罩862。稍后在操作部分中描述该示例性实施方式的操作。

现在参考图9D。运动鞋制品800的鞋底816和鞋面部分配合以形成传统鞋头端860。材料888的部分固定在柔性鞋头罩和封闭的鞋头端之间，并且固定到柔性鞋头罩和封闭的鞋头端。这种材料888可以是一种类型的记忆泡沫或其他材料，该材料在从其上去除力之后缓慢减压。当跑步期间穿着者的脚部弯曲时，柔性鞋头罩的纵向长度减少至少百分之10，并且当跑步期间脚部伸直时，由于固定在柔性鞋头罩和封闭鞋头端之间的材料部的慢减压性质，柔性鞋头罩返回到稳定状态位置所花费的时间延长到约半秒。

图9D示出了如图9C中所示的柔性鞋头罩862相同的缩短效果，但是这次该效果通过使柔性鞋头罩在跗跖关节处或附近的水平面中变薄来实现，使得当脚部在这个关节处弯曲，由受控折痕899引起出现在制品800上的突起898。当跑步期间脚部以其最大限度弯曲时，即在图9D中的下部图片中所示的时刻时，折痕899和突起898具有拉动柔性鞋头罩862的纵向端部接近传统鞋头端860的效果。这种折痕和突起将柔性鞋头罩862的外部形状从平滑的曲线改变至一系列的高处(hill)和低处(valley)，并且这种额外的弯曲将柔性鞋头罩862的端部纵向地拉向后跟。这与传统的运动鞋制品相对比，其中半刚性鞋底防止在鞋制品的下侧上产生折痕。正如在前面的图中的，柔性鞋头罩862和传统鞋头端860之间的间隙可以填充有记忆材料888，该记忆材料能够在力的作用下快速压缩并且一旦移除压缩力就可以较慢地返回到正常位置。这种记忆材料888可以是粘弹性聚氨酯泡沫的形式，也称为记忆泡沫或等同物。记忆材料888可以经由粘合或其他手段固定到传统鞋头端860和柔性鞋头罩862二者。这种记忆材料可以减缓柔性鞋头罩862从位置892到位置890的再膨胀。

现在参考示出了实施方式的图9E，其中鞋底816在线902处终止。运动鞋制品800包括鞋面部分、鞋底816和柔性鞋头罩862，该柔性鞋头罩附接到鞋底816并附接到鞋面部分并且被构造用于在踢物体时与该物体的主要接触，柔性鞋头罩862包括具有防滑钉的基部，该防滑钉附接到柔性鞋头罩的基部和鞋底并且被构造成防止沿地表滑动。柔性鞋头罩862是中空的并且由材料诸如天然橡胶或合成橡胶制成。柔性鞋头罩862在位于穿着者的跗跖关节近处的竖向平面中附接到鞋面部分。柔性鞋头罩862在位于穿着者的跗跖关节处或附近的竖向平面处附接到鞋底816。鞋底816的最前方的纵向边界902在位于穿着者的跗跖关节处或附近的竖向平面中。柔性鞋头罩862在每个方向上基本上都是圆形的，使得除了穿着者的脚部905被压靠在地表时，穿着者的脚趾904不被柔性鞋头罩862和鞋底816中的一个支撑。

另外，在这个实施方式中，响应于从竖向平面施加的250牛顿的纵向力纵向地压在柔性鞋头罩862的与该竖向平面正交定向的前部上，柔性鞋头罩862的最前方的点906在朝向鞋制品的后跟的纵向方向上弹性地自由移动至少约2厘米或更多的距离，所移动的距离是相对于穿着者的跗跖关节接触该鞋底的线902的测量的。在这个实施方式中，装有在纵向上位于最前方的直径5厘米的表面圆871的柔性鞋头罩862整个被构造成：响应于约50牛顿或更大的水平横向力，相对于该鞋的中心轴线在水平横向方向上横向地移动超过2厘米。

在图9E中所描述的实施方式中，当穿着者的脚部抬到地面以上时，穿着者的跗跖关节前方的区域不被支撑，由于鞋底816在该关节处终止并且还由于柔性鞋头罩862可以从附接到鞋底的点处向下弯曲到脚趾904端部前方的点。此外，运动鞋制品800的柔性鞋头罩862具有机械刚度，该机械刚度在施加250牛顿的纵向力期间防止柔性鞋头罩本身与穿着者的脚趾之间的接触。这个力可以是由有经验的成年足球运动员用力踢动情况下的典型力。柔性鞋头罩862在踢球期间朝向脚趾904的这种纵向移动和直径的变化是有用的，因为其增加了与被踢的球的接触面积并且还允许柔性鞋头罩862横向移动以伸展这种柔性鞋头罩862，使得柔性鞋头罩仍在与被踢的球接触时回弹回到静止位置，因此添加了可以在这种球上施加的任何旋转。

虽然已经描述了各种实施方式，但是该描述意在是示例性的而不是限制性的，并且对于本领域技术人员来说明显的是，在本范围内的范围内可以进行其他实现和实施方式。如此，除了根据所附权利要求及他们的等同物之外，实施方式不受限制。在所附权利要求的范围内可以做出各种修改。

根据所附附图和实施方式，其他方法、系统、优点和特征对于本领域普通技术人员来说应该是显而易见的。意在将所有这些附加的方法、系统、优点和特征包括在本说明书和发明内容内，在范围内并且受在此所附权利要求保护。

在一些实施方式中，柔性鞋头罩的前部的表面材料可以是提供与被踢的球的高抓握力的类型。这样的材料可以包括但不限于具有高摩擦系数的材料诸如天然橡胶、合成橡胶、塑料和弹性体。

在一些实施方式中，柔性鞋头罩的表面材料可以包括但不限于微米抓握材料或纳米抓握材料或技术。

在一些实施方式中，柔性鞋头罩的表面材料可以包括但不限于通道或其他类似路径，该通道或其他类似路径允许水和其他液体在与柔性鞋头罩和球二者的表面接触时转移离开。在一些实施方式中，作用在球上的柔性鞋头罩的力可以通过所述通道或其它路径挤压所述液体，以便在潮湿条件下保持被踢的球与柔性鞋头罩之间的相对干燥的接触区域。

在一些实施方式中，柔性鞋头罩的表面可以由防水工艺制成或用防水工艺涂覆。

在另一方面，鞋的端部件由保持气体的弹性表层构成，由此发生气动效应，使得在施加由球作用在鞋上的力时，因为气体的移动和压缩而发生鞋的端部件的形状改变，并且在球被踢之后，这种气体和表层的弹性效应使鞋的端部件返回到原始位置。

在每个实施方式中，当踢球者踢到另一运动员时发生的鞋端部件的形状改变或变形对于被踢运动员是保护性的，因为端部件的形状改变或变形增加了与被踢运动员的接触面积，因此减少了在每单位面积上施加的力。

这些实施方式的操作：

现在参考图10A，该图示出了到目前为止讨论的实施方式中的任何一种的通用等同物1000。在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“上旋转”意在表达如上面的图中的构造所示的球的旋转，使得球的旋转轴线是水平的且正交于球的预期方向1002，并且该旋转的方向如箭头1004所示。

在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“后旋转”意在表达如下面的图中所示的球的旋转，使得球的旋转轴线是水平的且正交于球的预期方向1006，并且该旋转方向如箭头1008所示。

现在参考图10B，在本具体实施方式和权利要求全文中使用的术语“侧旋转”意在表达球的旋转，使得该球的旋转轴线1012是竖向的并且正交于球的预期方向1010，并且这种旋转的方向是如上面的图中所示的从左到右1014，或者可替换地，如从下面的图中所示从右到左1016。

现在参考图11A，考虑踢球者的意图是将球完美地踢出直线而不是经由踢球施加任何种类的旋转的情况下的踢球，其中与球1010的大部分接触的是柔性鞋头罩1030。鞋制品1000和柔性鞋头罩1030的移动的主要矢量1032可以穿过球1010在静止时的中心1034的点处或附近。这种踢力的作用可以是在球1010上形成大的凹陷，该凹陷未示出。由于踢的矢量完全中心地指向球1010的中心，所以在柔性鞋头罩1030和球1010之间接触期间，柔性鞋头罩1030可以仍然物理地连接到在球1010上形成的任何大凹陷的中心部分。球1010可以在柔性鞋头罩1030上施加纵向反作用力，该纵向反作用力可以在所有方向上几乎一致地改变柔性鞋头罩1030的形状，从而形成柔性鞋头罩1030的新形状，该新形状可以更好地与球1010中的大凹陷嵌合，并且可以增加在上、下、中间和横向方向上的接触面积。

现在参考图11B，该图为了说明性目的示出了制品1000的柔性鞋头罩1030与向左移动的球1010。上部图片显示了与球1010没有接触的实例，以及下部图片示出了例子，其中在柔性鞋头罩1030和球1010之间接触期间，来自球的最大的反作用力的点作用在柔性鞋头罩1030上，该球向左移动用于说明性目的。由球1010施加在柔性鞋头罩1030上的反作用力1035可以改变柔性鞋头罩1030的形状，使得柔性鞋头罩1030的部分移动到由踢力在球1010上形成的短暂的凹陷1040的部分或全部中。

在本实施方式和其他实施方式中，响应于从竖向平面施加的250牛顿的纵向力纵向地压在水平柔性鞋头罩的与竖向平面正交定向的前部上，柔性鞋头罩1030的最前方的点1037在朝向鞋制品的后跟的纵向方向上弹性地自由移动至少2厘米或更多的距离，所移动的距离是相对于穿着者的跗跖关节接触鞋底的点1017测量的。250牛顿的纵向力对于由成人穿着者做出的用力踢动而言是典型的。在下部图片中，这个纵向变形由点1037的位置变化到所示的与上部示意图上的相同点相比的新位置来表示。这个纵向的方向变化是可能的，因为柔性鞋头罩1030是中空的并且是弯曲的，并且由柔韧的足以允许纵向变形的材料制成，该纵向变形受柔性鞋头罩的侧面的横向和竖向扩张辅助，该扩张由柔性鞋头罩的弯曲的性质支持。

在球1010上短暂地形成的凹陷1040的区域周围在柔性鞋头罩1030中的这种形状变化的作用是增加柔性鞋头罩1030和球1010之间的接触面积。如在各种实施方式的描述中所描述的，柔性鞋头罩1030的部件被设计成“优选”从一侧移动到另一侧而不是基本上纵向地压缩，因此在基本上纵向的反作用力的情况下，柔性鞋头罩1030的部件可以移动，使得除了柔性鞋头罩1030的非常中心的件的所有部件移动远离接触中心，从而使柔性鞋头罩1030沿向上、向下、中间和横向的方向展开，增加了与球1010在所有这些方向上的接触面积。

没有这种形状变化，在球1010上的凹陷1040的凹面区域与柔性鞋头罩1030具有有限的接触面积，因为这两个部件可能不会通过形状很好地嵌合；在球1010上的凹陷1040为具有特定半径的凹部，并且柔性鞋头罩1030具有不同的形状。柔性鞋头罩1030的新形状可以比标准的鞋制品更好地与在这种球1010上短暂地形成的任何凹陷1040嵌合，并且因此在从柔性鞋头罩1030和球1010之间的初始接触到最终分离的时间段期间可以具有较高的接触面积；这种较高的接触面积可以有助于准确地在特定的方向上踢球。另外，当柔性鞋头罩1030的任何弹性力将柔性鞋头罩1030返回到正常形状时发生的任何快速恢复力，作为另一力推动球1010向前并因此增加所述球的速度。柔性鞋头罩1030的原始非扩张形状在下部图片中以虚线1041示出。

现在参考图11C，考虑踢球者的意图是通过踢球来在球上施加上旋转的情况下的踢球，其中与球1010的大部分接触的是鞋制品的柔性鞋头罩，该柔性鞋头罩未显示。鞋制品和相关联的柔性鞋头罩的移动矢量可以穿过球1010在静止时的中心点的上方。这种踢的方向的作用可以是，在柔性鞋头罩和球的初始接触时刻和分离时刻之间，鞋制品的柔性鞋头罩和球之间的大部分接触可以更多地在球1010的上部上，该柔性鞋头罩未示出。鞋制品和与球1010的上部分具有主要接触的相应的柔性鞋头罩的一个作用可以是鞋制品的柔性鞋头罩不仅可以向球1010施加向前的力，而且可以施加转动力，在球1010上形成上旋转。确定由未示出的鞋制品的柔性鞋头罩向被踢的球施加的转动力的量的因素之一可以是这两个部件之间接触的表面面积。在该上旋转的情况中，柔性鞋头罩对仍然静止的被踢的球的初始冲击可以在球1010中形成实质的凹陷1040，为了说明的清楚而移除鞋制品并且为了说明的清楚而将向球1010添加网格。对于该上旋转情况，施加到球1010的向前力1042推在未示出的鞋制品的柔性鞋头罩的前方的球1010的凹陷1040之间的接触点上。由球1010向鞋制品的柔性鞋头罩施加的反作用力1044大致是纵向的，定向朝向后跟部并定向朝向鞋底或者在鞋底下方。反作用力1044包括由与初始静止的球1010接触的运动中的柔性鞋头罩的剪切效应而引起的较小的向下分量，并且这种球具有一定的惯性并且在柔性鞋头罩上提供反作用力，该反作用力在柔性鞋头罩上向下拉动，使得在该球中的这种惯性阻止球以相同的速度移动到正在踢球的鞋制品的柔性鞋头罩。这种剪切力可以很大由于下述事实：对于上旋转踢，柔性鞋头罩对球1010做轻微地侧击，这在鞋制品的柔性鞋头罩上引起大致向下的拖曳作用。力1044还包括大致纵向作用在鞋制品的柔性鞋头罩上并朝向后跟部的压缩分量。

现在参考图11D，这种略微向下的剪切力1044对被设计成在与踢球的方向正交的方向上改变形状的柔性鞋头罩1030上的作用可以是将柔性鞋头罩的大部分量向下推并且还扩展了柔性鞋头罩1030的原始侧面和中间的边界，并且形成新的形状，该新形状可以在点1046处填补柔性鞋头罩1030的下部与球1010上的凹的凹陷1040之间本来有的间隙。该减小的间隙可以增加柔性鞋头罩1030和球1010之间的接触面积。柔性鞋头罩1030可以通过球1010的反作用力向下压缩和拉伸并且到每一侧。在所示的时刻，球1010还没被推离地面1048。柔性鞋头罩1030的新的短暂形状可以更好地与球1010嵌合。虚线1050表示柔性鞋头罩1030的原始静止形状。

关于柔性鞋头罩1030的形状变化看起来令人惊讶的是，即使柔性鞋头罩1030上的来自球的大部分反作用力主要是纵向的，但在图11D中其也基本上向下移动。这是有可能的，因为柔性鞋头罩1030被构造成使得形状的纵向变化被限制，因此任何强度的任何剪切力将在这种情况下主要纵向力重新定向成向下推，并且如所示的重新布置柔性鞋头罩1030的形状。柔性鞋头罩1030的部件在与踢球的方向正交的移动中，即向下、向上、中间和横向提供小的摩擦。这允许对于具体的踢球类型使形状在优选的方向上实质性改变。给定柔性鞋头罩1030的材料的特定刚度，柔性鞋头罩1030的附接平面朝向后跟设置地越远，对于横向移动的机会就越大。

现在参考图11E，其表示与图11D相同的场景但稍后片刻，此时球1010可能已经离开地表1048并且柔性鞋头罩1030的形状的最大变化点可以已经过去，并且柔性鞋头罩1030中的弹性力和其他力可以开始使柔性鞋头罩1030朝向原始静止形状返回，即，迅速恢复到位。这种弹性力和其他力1052大致向上作用于柔性鞋头罩1030上，以使柔性鞋头罩返回到正常的静止位置。柔性鞋头罩1030与球1010之间的任何抓握或摩擦都可以引起这种向上的力1052，以在凹陷1040上施加类似的竖向移动，这又在球1010上形成了比仅来自鞋制品的标准实例的侧踢的本来的情况多的上旋转。

现在参考图12A，考虑踢球者的意图是经由踢球在球上施加后旋转，其中与球1010的大部分接触的是柔性鞋头罩1030。如之前在图10A的下部图片中所显示的，制品1000和柔性鞋头罩1030的移动矢量可以穿过球在静止时的中心的点的下方。这种踢球方向的作用可以是，在柔性鞋头罩1030和球1010的初始接触时刻和分离时刻之间时，柔性鞋头罩1030和球之间的大部分接触可以主要地在球1010的下部分上。制品1000和与球1010的下部分具有主要接触的柔性鞋头罩1030的一个作用可以是柔性鞋头罩1030不仅向球1010施加向前的力，还施加转动力，在球1010上形成后旋转。确定由柔性鞋头罩1030向被踢的球施加转动力的量的因素之一可以是柔性鞋头罩1030和被踢的球1010之间接触的表面面积。在该后旋转的情况下，柔性鞋头罩1030在被踢的球1010上的初始冲击可以在球1010中形成实质的凹陷1040。对于该后旋转情况，施加到球1010的向前的力1054在点上推动在球1010的凹陷1040与柔性鞋头罩1030之间的接触点。由球1010向柔性鞋头罩1030施加的反作用力1056大致在纵向方向上被指引朝向制品1000的后跟部并且如力1056所示的略微向上。力1056包括向上的分量，该分量由与初始静止的球1010接触的运动中的柔性鞋头罩1030的剪切效应引起，并且这种球具有一定惯性并且在柔性鞋头罩1030上提供反作用力，该反作用力向上推动柔性鞋头罩1030直到球1010移动并发生后旋转。力1056还包括大致纵向朝向制品1000的后跟部作用的压缩分量。这种被设计来在与踢球的方向正交的方向上改变形状的在柔性鞋头罩1030上的稍微向上的剪切力的作用可以是将柔性鞋头罩1030的大部分量推入柔性鞋头罩1030的顶部。力1056的压缩分量的作用也可以是扩张柔性鞋头罩1030的原始横向和中间边界。力1056作用于柔性鞋头罩1030上以形成新形状，该新形状可以填补柔性鞋头罩1030的上部和球1010上的凹的凹陷1040之间本来有的间隙。该减小的间隙可以增加柔性鞋头罩1030和球1010之间的接触面积。虚线1050表示柔性鞋头罩1030的原始静止形状。

现在参考图12B，其表示与图12A相同的但在片刻之后的场景，此时，球1010已经离开地表1048，并且柔性鞋头罩1030的形状的最大变化点可以已经经过，并且柔性鞋头罩1030中的弹性力和其他力可以开始使柔性鞋头罩1030朝向原始静止形状返回，即，迅速恢复到位。这种弹性力和其他力1060大致向下作用于柔性鞋头罩1030上，以使柔性鞋头罩返回到正常的静止位置。柔性鞋头罩1030和球1010之间的任何抓握或摩擦都可以引起这种向下的力1060在凹陷1040上施加类似的向下移动，这又在球1010上形成比仅来自于鞋制品的标准实例的侧踢的情况多的后旋转。

现在考虑其中踢球者的意图是从踢球者的角度来看，经由踢球在球上施加从左到右的侧旋转的情况，其中与球的大部分接触的是由踢球者穿着的鞋制品的前足。现在参考图13A，制品1000和柔性鞋头罩1030的移动矢量可以穿过球1010在静止时的中心点的左侧。这种踢的方向的作用可以是，在柔性鞋头罩1030和球的初始接触时刻和分离的时刻之间，球1010和柔性鞋头罩1030之间的大部分接触可以主要在球1010的左侧部分上。制品1000和与球1010的左侧部分主要接触的柔性鞋头罩1030的一个作用可以是柔性鞋头罩1030不仅向球1010施加向前的力，还施加转动力，在球1010上形成从左到右的侧旋转。确定由柔性鞋头罩1030向被踢的球施加的转动力的量的因素之一可以是柔性鞋头罩1030与被踢的球1010之间接触的表面面积。在该侧旋转情况下，球1010的预期旋转的方向由箭头1062指示。柔性鞋头罩1030在被踢的球上的初始冲击可以在球1010中形成实质的凹陷1040。为了说明的目的添加了网格。对于该侧旋转情况，施加到球1010的向前力1064在球1010的凹陷1040和柔性鞋头罩1030之间的接触点上推动。由球1010向柔性鞋头罩1030施加的反作用力1066大致是纵向的，被指引朝向后跟部并向右。这种向右的力可以由与最初静止的球1010接触的运动的柔性鞋头罩1030的剪切效应引起，其中这种球1010具有一定的惯性。这种剪切力可以从左向右在柔性鞋头罩1030上拉动，因为球1010中的惯性阻止球1010以与柔性鞋头罩1030相同的速度移动。这种稍微向右的力对柔性鞋头罩1030的作用可以是将柔性鞋头罩1030大部分量推到柔性鞋头罩1030的右侧，该柔性鞋头罩被设计成在与踢球的方向正交的方向上改变形状。

柔性鞋头罩1030可以由具有弹性特性的材料诸如橡胶制成，使得在柔性鞋头罩1030上的在纵向上位于最前方的直径5厘米的表面圆1067被构造成：能够响应于由本文所示的踢球类型中涉及的剪切力施加的约50牛顿或更大的水平横向力，相对于鞋的中心轴线在水平横向方向上从右下方视图中显示的位置到由左下方视图中显示的位置横向地移动超过2厘米。

力1066还包括压缩分量，该压缩分量大致纵向地朝向鞋制品的后跟部作用。这种力1066的压缩分量的作用还可以是扩张柔性鞋头罩1030的原始横向边界并形成一个新的形状，该新形状可以填补柔性鞋头罩1030和球1010上的凹的凹陷1040之间的本来有的间隙。该减小的间隙可以增加柔性鞋头罩1030和球之间的接触面积。虚线1050表示柔性鞋头罩1030的原始静止形状。考虑到柔性鞋头罩1030在其附接点前方在每个方向上基本上都是圆形的，其理想地适合于根据所描述的力扩张成较宽的凸形，因为具有一定柔韧性的圆形罩在从前面推动时会变宽。

现在参考图13B，在达到柔性鞋头罩1030的最大形状变化时，这种形状变化可以在柔性鞋头罩1030仍然与球1010接触时反转。该柔性鞋头罩1030快速恢复至原始形状可以在现在在移动的球1010上施加新的转动力1070。这种新的转动力可以与之前已经施加的转动力协同作用，并且因此可以放大球1010上的旋转效果。形状变化的这种反转可以通过用于形成柔性鞋头罩1030的一些或全部材料的弹性特性或通过用于形成柔性鞋头罩1030和或制品1000的一些或全部材料的其他回弹机械特性来实现。

现在参考图14A，考虑踢球者的意图是从踢球者的角度看，经由踢球在球1010上施加从右向左的侧旋转，其中与球1010大部分接触的是鞋制品的柔性鞋头罩1030。鞋制品1000和柔性鞋头罩1030的移动矢量可以穿过球在静止时的中心点的右侧。这种踢球方向的作用可以是球与相关联的柔性鞋头罩1030之间的接触可以主要在球1010的右部分上。鞋制品1000和具有与球1010的右部分主要地接触的柔性鞋头罩1030的一个作用可以是柔性鞋头罩1030不仅向球1010施加向前的力，还施加转动力，在球1010上形成从右向左的侧旋转。确定由柔性鞋头罩1030向被踢的球施加的转动力的量的因素之一可以是柔性鞋头罩1030和被踢的球之间接触的表面面积。球1010的预期旋转的方向由箭头1072指示。在该侧旋转的情况下，柔性鞋头罩1030在被踢的球上的初始冲击可以在球1010中形成实质的凹陷1040。对于该侧旋转的情况，施加到球1010的向前的力1074在球1010的凹陷1040和柔性鞋头罩1030之间的接触点上推动。为了说明的目的，在球1010上添加了所示的网格。由球1010向柔性鞋头罩1030施加的反作用力1076大致是纵向的，被指引朝向鞋制品的后跟部并且在中间向左。这种向左的力可以由最初静止的球1010接触的运动的柔性鞋头罩1030的剪切效应引起，其中该球具有一定的惯性。这种剪切力可以在柔性鞋头罩1030上从右向左拉动，因为球1010中的惯性阻止这种球以与柔性鞋头罩1030相同的速度移动。这种稍微向左的力对柔性鞋头罩1030的作用可以是如从踢球者的角度来看将柔性鞋头罩1030的大部分量推到柔性鞋头罩1030的左侧，该柔性鞋头罩被设计成在与踢球的方向正交的方向上改变形状。力1076还包括压缩分量，该压缩分量大致纵向地作用朝向鞋制品的后跟部。力1076的压缩分量的作用也可以是暂时地扩张柔性鞋头罩1030的原始边界并产生新的形状，该新形状可以填补柔性鞋头罩1030的右侧和在球1010上的凹的凹陷1040之间的本会有的间隙。该减小的间隙可以增加柔性鞋头罩1030和球之间的接触面积。

现在参考图14B，在达到柔性鞋头罩1030的最大形状变化时，这种形状变化可以在柔性鞋头罩1030仍然与球1010接触时反转。柔性鞋头罩1030迅速恢复至原始形状可以在现在在移动的球1010上施加新的转动力1078。这种新的转动力可以与之前已经施加的转动力协同作用，并且因此可以放大在球1010上的旋转效果。这种形状变化的反转可以通过用于形成柔性鞋头罩1030的一些或全部材料的弹性特性或通过用于形成柔性鞋头罩1030和或制品1000的一些或所有材料的其他回弹机械特性来实现。考虑到这种柔性鞋头罩1030的结构材料的固定的刚度，因为柔性鞋头罩的额外长度由于弯曲促进更多的移动，所以本文所述的迅速恢复效应被放大得越多，柔性鞋头罩1030的附接点就越朝向后跟移动。

现在参考图15，其总结了图9A中描述的实施方式的具体操作。从上方和侧面观察，上部两个示意图描绘了与球1010接触之前的制品1000的实施方式。柔性鞋头罩862的内表面和传统鞋头套860的外表面显著分离。下部的两个示意图示出了球1010与柔性鞋头罩862之间接触之后的时刻，其中来自被踢的球1010的反作用力可以促使柔性鞋头罩862的最前方的区域更靠近但不接触鞋头套860。为了说明性原因，球1010被扩张，但被示出为与制品1000分离，然而该示意图意在示出在踢球期间的实际接触期间的操作。柔性鞋头罩862的侧面已弯曲远离鞋头套860。在这个时刻柔性鞋头罩862的新的短暂的形状使得被踢的球1010和柔性鞋头罩862之间的接触面积远大于在传统的鞋设计中的接触面积，在传统的鞋设计中任何鞋头端部件通过连接到相对刚性的鞋底816而锚固。

参考图9B的操作，在柔性鞋头罩862的内部上的T形加强支柱874可以由穿着者推靠T形支柱876，使得这些相应的支柱卡在一起。这种装置的一个用途可以是在踢球之前，穿着者可以用制品862的左侧或右侧横向地压在地面上，以形成横向剪切力，该横向剪切力将制品862拉到左侧或右侧，并且同时将T部制品874挤压到T部876中。这样相应的T部可以卡扣到静止位置中，保持由穿着者在制品862上施加的与剪切力相关联的势能。在后续踢球时，T部874被挤压地更靠近制品800的后跟端并且释放其与制品876的结合，从而允许之前描述的势能以迅速恢复的形式被释放，这提供了制品862到静止位置的横向移动。在与球接触期间的这种横向移动可以在这种球上施加额外的旋转。

现在参考图9C来讨论这种实施方式的操作，当鞋制品800的穿着者穿着制品800同时跑步时，在脚部刚离开地面之前，脚部在跗跖关节处弯曲。由于带子880的路径不再是直的，因此这种弯曲的作用是拉动带子880，又在柔性鞋头罩862上向后和向下拉动，这又压缩记忆材料888，同时制品800仍被压在地面。这使柔性鞋头罩862的前端纵向朝向制品800的后跟并且稍微向下移动，从而将柔性鞋头罩862的离后跟最远的端部从位置890移动到位置895。随着穿着者继续使他的或者她的跨步制品800完全离开地面。通常对于运动员跑步，从脚的最大弯曲点到离开地面的转换可以花费少于十分之一秒。记忆材料888可以基本上减缓球接触罩862返回到正常形状，由于该材料的典型的缓慢减压，并且可能花费最多达半秒钟来返回到正常位置。将柔性鞋头罩862延迟返回到正常位置的作用是恰好在穿着者可能因他的或她的鞋子太长而绊倒时的时刻短暂地维持这种柔性鞋头罩和制品800的短长度。当穿着者拉回他的或她的脚以踢球时，制品800和柔性鞋头罩862处于它们的正常位置，并且在与被踢的球接触时展现处本文其他处描述的大致相同的作用。

现在参考图9D的操作，该图显示了附接至记忆材料888的柔性鞋头罩862的操作，该记忆材料又如之前那样附接到传统鞋头端860。在该实施方式中，在跑步时，当穿着者的跗跖关节弯曲时，未在点898和点899处受制于制品800的任何其他部分的柔性鞋头罩862可以在点898处向外弯曲并且可以在点899处起折痕。任何这种弯曲或折痕都可以明显比传统鞋子可能的效果大，在传统鞋子中半刚性鞋底不能横向扩张或急剧地弯曲，并且在传统鞋子中鞋面附接到这种鞋底并且同样受其附接制约。该弯曲和折痕的作用是将柔性鞋头罩862的前端从初始位置890移动到更接近传统鞋头端860的新位置892。与图9C类似，记忆材料888的延迟减压的作用是精确地在穿着者的脚部离开地面的时刻时将柔性鞋头罩862的返回到正常位置的时间延迟超过十分之一秒最高至半秒。这防止了穿着者因他的或她的鞋子太长而绊倒。当穿着者为了踢球拉回他的或她的脚时，制品800和柔性鞋头罩862处于他们的正常位置，并且在与被踢的球接触时展现出本文中其他处描述的大致相同的作用。

现在参考图9E的操作，当穿着者的脚部抬到地面以上时，穿着者的跗跖关节前方的区域不受支撑，由于鞋底816在该关节处终止并且还由于柔性鞋头罩862可以从附接至鞋底的点向下弯曲到脚趾904端部前方的点。柔性鞋头罩862的刚度在踢球期间防止脚趾904与柔性鞋头罩862之间的接触，但允许柔性鞋头罩862在踢球期间纵向地朝向该脚趾904移动，以便增加与被踢的球接触的面积并且还允许柔性鞋头罩862横向地移动以拉伸该柔性鞋头罩862，使得其在仍然与被踢的球接触时回弹到静止位置，因此增加了可能在该球上施加的任何旋转。当穿着者随后将他的或她的脚放在地面上时，柔性鞋头罩862被推动与脚趾904接触，并且附接到柔性鞋头罩862和鞋底816的防滑钉防止滑动。

参考图3B的操作来讨论该实施方式的操作，部220在制造后可以是或可以不是可充气的或可放气的。设置设备以改变部220的内部压力的一个优点可以是能够控制在侧踢球时部220会产生多大的半球状物，并且因此能够控制运动球上的多大的凹陷可以短暂地被填补。设置改变部220的内部压力的设备的另一可能原因可以是改变两个迅速恢复力的比例，即图3C中所示的围绕部220的表层弹性力和空气或气体的压缩力。

参考图3C的操作，当球部220在来自被踢的运动球的反作用力的作用下在包括左、右、向上或向下的方向移动时，柔性表层232被拉伸。当该反作用力减小时，柔性表层232可以将球部220迅速恢复到踢之前的静止位置或超出踢之前的静止位置。当该来自球的暂时反作用力减少时，两种作用可以导致柔性表层232和该表层内的部件迅速恢复到初始位置或甚至更远；该作用是之前压缩的气体的减压，其次是拉伸的外表层232的弹性效应。该迅速恢复可以导致被踢的球比与之相反的没有这种迅速恢复效应的情况更多地旋转。

参考图4的操作，在踢球者尝试向球施加上旋转时，踢球者可以踢球使得球向可移动的前部件324施加向下的反作用力。在该情况下，可移动的前部件324可以向下移动而不是向下拉伸，如在其他实施方式中所述的，因为槽320的竖向部分允许突起322和可移动前部件324的连接部件在竖向向下的方向上自由移动。

如果使用外表层来覆盖可移动前部件324，那么该表层可以具有弹性特性，使得外表层在刚刚描述的可移动前部件324的移动期间从与制品300固定的点326处拉伸。当来自球的反作用力开始减小，该外表层的弹性特性可以将可移动前部件324拉动朝向初始静止位置，在该初始静止位置突起322位于槽320的竖向部和水平部的交叉点处。该迅速恢复效应的量和时间可以通过任何外部层，如果使用的话，的弹性特性以及槽320和突起322的特性来修改；该迅速恢复对施加给球的旋转具有放大效应。

在相关的实施方式中，不存在这样的外部层，然而，如果槽320包括弹簧或其他在被推动时一旦力减小并就返回到正常状态的机械设备，可移动前部件324仍然可以迅速恢复到静止位置。

在踢球者尝试将后旋转、或从左到右的侧旋转、或从右到左的侧旋转施加到球的时候，突起322、可移动前部件324和任何外表层的部分可以以与对于上旋转踢所描述的相同的方式，从槽320的竖向部和水平部的交叉点处的静止位置向上、右侧或左侧相应的移动，类似的迅速恢复效应也可以施加。

在其他实施方式中，机械移动和弹性移动的组合可以放大制品300的柔性鞋头罩在扩张时的形状变化以及之前描述的快速恢复效应二者。

参考图6的操作，在踢球者意图在球上施加旋转时，来自该球的作用在突起546上的剪切反作用力可以使该突起沿本文前面所述的方向主要是中间、横向、向上和向下弯曲。突起546或他们与可选表层524的组合可以比平常的鞋制品的情况更完全地填补球上产生的任何凹陷，从而增加与球接触的表面，从而允许球和突起546之间或球和表层524之间的更多摩擦，从而在球上施加更多的旋转。当球开始从静止位置移动时，突起546可以沿着轴线548伸直到他们的自然位置，从而引起本文前面所述的快速恢复效应；该快速恢复效应可以引起施加到球上的额外的旋转。

Claims (19)

1.一种运动鞋制品，包括：

鞋底，所述鞋底附接有用于防止沿地表滑动的防滑钉；

鞋面部分；

柔性鞋头罩，所述柔性鞋头罩附接到所述鞋底和所述鞋面部分，并且被构造用于在踢物体时与所述物体的主要接触；其中：

所述柔性鞋头罩是中空的并且由具有类弹性特性的材料制成；

所述柔性鞋头罩在位于穿着者的跗跖关节处或附近的竖向平面中附接到所述鞋底和所述鞋面部分；

所述柔性鞋头罩在所述竖向平面之外的区域处不附接到所述鞋制品的鞋底和鞋面部分；以及

所述柔性鞋头罩在所述运动鞋制品的后跟部到前足部的纵向方向上延伸到穿着者的脚趾前方至少两厘米的距离。

2.根据权利要求1所述的运动鞋制品，其中，装有在纵向上位于最前方的直径5厘米的表面圆的所述柔性罩整体被构造成：响应于不小于50牛顿的水平横向力，相对于所述鞋的中心轴线在水平横向方向上横向地移动超过2厘米。

3.根据权利要求1所述的运动鞋制品，其中，所述柔性鞋头罩在其附接点前方在每个方向上都是圆形的，并且所述柔性鞋头罩是具有半球形状的中空体。

4.根据权利要求1所述的运动鞋制品，其中，由于从竖向平面施加的250牛顿的纵向力纵向地压在水平柔性鞋头罩的与所述竖向平面正交定向的前部上，经由类弹性特性，所述柔性鞋头罩的最前方的点自由移动不小于2厘米的距离，所移动的距离是平行于所述鞋底的前部并且朝向所述鞋制品的后跟在纵向上测量的，并且所移动的距离是相对于穿着者的跗跖关节接触所述鞋底的点测量的。

5.根据权利要求4所述的运动鞋制品，其中，所述柔性鞋头罩具有机械刚度，所述机械刚度防止在所述250牛顿的纵向力的施加期间所述柔性鞋头罩本身与穿着者的脚趾之间接触。

6.根据权利要求4所述的运动鞋制品，其中，所述柔性鞋头罩被构造成：在所述250牛顿的纵向力被施加时选择性地改变形状，使得所述竖向平面与所述柔性鞋头罩之间的接触面积为至少80平方厘米。

7.根据权利要求4所述的运动鞋制品，其中，在250牛顿的所述纵向力的施加期间，所述柔性鞋头罩的最大半径增加至少百分之十。

8.根据权利要求1所述的运动鞋制品，其中：

所述鞋底和所述鞋面部分配合以形成封闭鞋头端；

在所述柔性鞋头罩和所述封闭鞋头端之间固定有一材料部分；

当跑步期间穿着者的脚部弯曲时，所述柔性鞋头罩的纵向长度减少至少百分之十；以及

当跑步期间所述脚部伸直时，由于固定在所述柔性鞋头罩和所述封闭鞋头端之间的所述材料部分的缓慢减压性质，所述柔性鞋头罩返回到稳定状态位置所花费的时间延长到半秒。

9.一种运动鞋制品，包括：

鞋底，所述鞋底包括上表面和下表面，所述下表面被构造用于与地表接触；

鞋面部分，所述鞋面部分附接到所述鞋底并与所述鞋底配合以限定用于接纳穿着者的脚部的内部；以及

柔性鞋头罩，所述柔性鞋头罩沿着周边附接到所述鞋底和所述鞋面部分中的每一个，所述柔性鞋头罩限定前部部分，其中：

所述鞋底由第一材料制成；

所述鞋面部分由第二材料制成；

所述柔性鞋头罩由第三材料制成，所述第三材料与所述第一材料和所述第二材料不同并且比所述第一材料更柔韧；

所述鞋底限定沿所述运动鞋制品的后跟部到前足部的纵向方向的第一长度；

所述柔性鞋头罩限定在所述纵向方向上的第二长度；

所述第一长度比所述第二长度长，比例为至少2比1；以及

所述柔性鞋头罩在穿着者的跗跖关节前方的任何点处都不与所述鞋底连接；

所述柔性鞋头罩在每个方向上都是圆形的。

10.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中，所述周边位于竖向平面中，并且所述柔性鞋头罩具有特定的材料厚度和弯曲以及弹性，使得在所述柔性鞋头罩的鞋头端部上施加250牛顿的纵向力期间，所述柔性鞋头罩的最大半径增加至少百分之十。

11.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中，所述鞋底在所述柔性鞋头罩内延伸不超过所述柔性鞋头罩的整体长度的百分之九十。

12.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中，所述第一材料包括弹性体材料或类塑料材料，所述第二材料包括皮革和乙烯树脂中的一种或多种，并且所述第三材料包括弹性体材料。

13.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中，所述第一长度比所述第二长度长，比例为2比1。

14.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中，所述第一材料具有第一刚度，并且所述第三材料具有第二刚度，而且所述第一刚度是所述第二刚度的至少两倍。

15.根据权利要求9所述的运动鞋制品，其中：

所述鞋底和所述鞋面部分配合以形成封闭鞋头端；以及

所述柔性鞋头罩与所述封闭鞋头端的远端间隔开。

16.根据权利要求15所述的运动鞋制品，其中，所述柔性鞋头罩与所述封闭鞋头端的所述远端间隔开不小于所述柔性鞋头罩的半径的10％。

17.一种运动鞋制品，包括：

鞋面部分；

鞋底；

柔性鞋头罩，所述柔性鞋头罩附接到所述鞋底并附接到所述鞋面部分，并且被构造用于在踢物体时与所述物体的主要接触，所述柔性鞋头罩包括基部；

防滑钉，所述防滑钉附接到所述柔性鞋头罩的所述基部并附接到所述鞋底，并且被构造成防止沿地表滑动；其中：

所述柔性鞋头罩是中空的并且由具有类弹性特性的材料制成；

所述柔性鞋头罩在位于与穿着者的跗跖关节接近处的竖向平面中附接到所述鞋面部分；

所述柔性鞋头罩在位于穿着者的跗跖关节处或附近的竖向平面附接到所述鞋底；

所述鞋底的最前方纵向边界在位于穿着者的跗跖关节处或附近的所述竖向平面中；

所述柔性鞋头罩在每个方向上都是圆形的，使得除了当所述穿着者的脚部压靠在地表上时，所述穿着者的脚趾不被所述柔性鞋头罩和所述鞋底中的一个支撑。

18.根据权利要求17所述的运动鞋制品，其中，响应于从竖向平面施加的250牛顿的纵向力纵向地压在水平柔性鞋头罩的与所述竖向平面正交定向的前部上，所述柔性鞋头罩的最前方的点在朝向所述鞋制品的后跟的纵向方向上弹性地自由移动不小于2厘米的距离，所移动的距离是相对于穿着者的跗跖关节接触所述鞋底的部位测量的，并且其中，所述柔性鞋头罩具有从所述柔性鞋头罩的前部朝向与所述鞋底和所述鞋面的附接点纵向延伸的支柱。

19.根据权利要求17所述的运动鞋制品，其中：

装有在纵向上位于最前方的直径5厘米的表面圆的所述柔性罩整个被构造成：响应于不小于50牛顿的水平横向力，相对于所述鞋的中心轴线在水平横向方向上横向地移动超过2厘米。

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