CN110582212A - 具有赋能的鞋腰部分的鞋 - Google Patents

Abstract

一种具有鞋腰部分的鞋(10、60)，包括上部(14、64)、鞋底(16、66)和鞋底夹层(16A、66A)，所述鞋还包括：一对刚性杆状元件(22、72)，所述一对刚性杆状元件刚性地联接到所述鞋底(16、66)和/或鞋底夹层(16A、66A)；纵向延伸的一对挠曲弹簧(24、74)，所述一对挠曲弹簧围绕穿着所述鞋(10、60)的使用者的踝的轴线是可变形的且弹性的，挠曲弹簧(24、74)适于积聚和恢复弹性机械能且与所述一对刚性杆状元件(22、72)一体形成；以及鞋腰部分组件(32、82)，所述鞋腰部分组件与所述一对挠曲弹簧(24、74)关联，并且适于与前胫骨部分(50)以及与使用者的腿的两个侧向部分接触。

Description

具有赋能的鞋腰部分的鞋

技术领域

本发明涉及一种具有鞋腰(quarter portion，鞋帮)部分的鞋，其特别但不排他地对人体的脚-腿关节(特别是脚踝)的增强和稳定有用且实用。

背景技术

通常，根据本发明的具有鞋腰部分的鞋可以用于各种运动或休闲场合中，在这些场合中，由于人体重心的不平衡和/或腿的上部的关节处(即，在骨盆处)以及在腿的上部与下部之间(即，在膝盖处)的角度变化，以及由于腿的下部与脚之间的顺向角度变化，通过脚对人体重力的支承随着跖骨弓上负载的增加而改变其分配。

应注意的是，例如，在人体处于完全直立的姿势时，通过脚对重力的支承的分配可以近似为在跖骨弓上为1/3并且在脚后跟上为2/3。

更详细地，本发明涉及一种具有鞋腰部分的鞋，其应用于人体的下肢的下部，以便基本上提高其效率，该效率被理解为在执行运动(诸如，例如步行、跑步、跳跃、踩踏板、滑雪、滑冰、在水平或上升或下降地形上骑行)期间以及在执行静态动作期间，所执行的机械功与供应到系统的能量之间的比率。

后者可以被识别为例如坐姿或被识别为与控制人体位置有关的动作，诸如例如驾驶摩托车、用武器击中目标、在被迫连续直立位置下或更通常地在需要强制姿势(imposedposture)的条件下工作。

此外并且特别地，根据本发明的鞋对执行所有步行的典型活动以及执行与人体的非水平位置有关的状态(其中重力通过一只脚或两只脚而放置)有用且实用。

当前已知一些类型的鞋，其辅助和支撑腿的下部和脚的运动。

提出了已知类型的装置，诸如运动类型的装置，例如用于特别类型的鞋或特殊用途的装备，诸如根据现有技术的滑雪靴、徒步旅行靴、滑冰靴等，这些装置通常受特定的运动(motor)状态控制并且大多是保护或强制位置类型的。

另外，就针对动态状态而研发的已知系统而言，在现有技术中用于能量的积聚和恢复的机械系统的使用局限于某些种类的弹簧，既有牵引弹簧也有挠曲弹簧，其特征在于材料的弹性响应与天然肌肉显著不同，对于它们的操作需要机械控制元件(诸如例如摩擦元件)，所述机械控制元件复杂且几乎不可靠并且难以学习。

因此，在已知类型的装置中，没有发现与专用鞋不同的特征，并且鉴于此，除了任何性能改善之外，它们不会以任何方式或以几乎不相关的方式影响如上所述的人体的效率。

US2567195公开了一种用于治疗足下垂的矫形支具，其基本上由互相联接且布置在使用者的下肢上的鞋和机械结构构成。具体地，机械结构包括平面接头，其布置在使用者的脚踝处并由螺旋拉伸弹簧调节。

发明内容

本发明的目标是通过设计一种用于支持步行的鞋来克服上述现有技术的局限性，与已知类型的(无论是“主动”还是“被动”类型的)装置可获得的效果相比，该鞋允许在效率、重量和能量消耗方面实现更好的效果，并且相对于各种类型的传统的鞋，该鞋允许在舒适和性能方面实现更好的效果。

这可以通过以下方式实现：通过排他地分配给重力的弹性元件(该弹性元件的特征在于具有非常接近于自然肌肉弹性定律的反应)的致动，允许在脚踝关于踝的静态或动态旋转期间控制成角度的脚-腿运动。

在该目标内，本发明的目的是构思一种用于支持步行的鞋，该鞋在使用期间和穿着它时都给使用它的使用者提供高水平的舒适，因此其特征在于具有减轻的重量，容易使用和合脚，并且具有在使用期间在鞋本身与使用者的腿之间产生的压力的最佳分配。

本发明的另一目的是设计一种用于支持步行的鞋，该鞋可以通过使用通用材料以及相对简单或在任何情况下都不过度复杂的生产工艺来提供。

本发明的另一目的是构思一种用于支持步行的鞋，该鞋可以用于各种场地、运动状态和/或行走步幅(steps of walking)，并且不限于特定场地、运动状态和/或行走步幅。

本发明的另一目的是设计一种用于支持步行的鞋，该鞋允许以最佳可行的方式跟随使用者的腿在其关于踝旋转时的运动，此外还允许获得更自然且更少强制的运动，特别是在不平坦和/或不完全水平的地面上。

本发明的另一目的是提供一种鞋，如果与现有技术相比，该鞋极度可靠、相对易于提供并且具有成本竞争力。

该目标以及将在下文中变得更明白的这些和其他目的通过具有鞋腰部分的鞋来实现，所述鞋包括上部、鞋底和鞋底夹层，其特征在于，所述鞋包括：一对刚性杆状元件，所述一对刚性杆状元件刚性地联接到鞋底和/或鞋底夹层；一对纵向延伸的挠曲弹簧，所述一对纵向延伸的挠曲弹簧围绕穿着所述鞋的使用者的踝轴线是可变形的且弹性的，所述挠曲弹簧适于积聚和恢复弹性机械能且与所述一对刚性杆状元件一体形成；以及鞋腰部分组件，所述鞋腰部分组件与所述一对挠曲弹簧关联，并且适于与前胫骨部分以及与使用者的腿的与前胫骨部分邻近的两个侧向部分接触。

附图说明

借助于附图通过非限制性示例的方式进行说明，通过对根据本发明的鞋的优选但非排他的实施例的描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更明白，在附图中：

图1是根据本发明的具有鞋腰部分的鞋的第一实施例的立体图；

图2是根据本发明的图1所示的具有鞋腰部分的鞋的第一实施例的侧视图；

图3和图4是分别示出了根据本发明的图1所示的具有鞋腰部分的鞋的第一实施例的操作的两个不同的连续步骤的侧视图；

图5是根据本发明的具有鞋腰部分的鞋的第二实施例的立体图；

图6是根据本发明的图5所示的具有鞋腰部分的鞋的第二实施例的侧视图；

图7是根据本发明的图5所示的具有鞋腰部分的鞋的第二实施例的一部分(具体是鞋底夹层)的分解图；

图8是根据本发明的图5所示的具有鞋腰部分的鞋的第二实施例的一部分(具体是鞋腰部分组件)的剖视图；

图9和图10是根据本发明的图5所示的具有鞋腰部分的鞋的第二实施例的一部分(具体是刚性杆状元件)的剖视图。

具体实施方式

参照引用的附图，通常通过附图标记10、60指示的根据本发明的具有鞋腰部分的鞋基本上包括：上部14、64；鞋舌12、62；闭合系统18、68；鞋底16、66；以及鞋底夹层16A、66A，鞋底夹层16A、66A置于上部14、64与鞋底16、66之间。

根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60另外还包括：一对刚性杆状元件22、72，具有与鞋底和/或鞋底夹层16A、66A一体形成的基本上纵向延伸部；一对挠曲弹簧24、74，具有与这对刚性杆状元件22、72一体形成的基本上纵向延伸部；以及鞋腰部分组件32和82，与这对挠曲弹簧24和74关联。

上部14、64和鞋舌12、62典型地由皮革或织物制成。闭合系统18、68典型地通过鞋带、尼龙搭扣(Velcro buckles，维可牢搭扣)、弹性插入件提供。鞋底16、66典型地由橡胶及其衍生物或天然皮革制成。鞋内底或鞋底夹层16A、66A典型地由热塑性聚合物或复合材料制成。

根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的刚性杆状元件22、72刚性地联接到鞋底16、66和/或鞋底夹层16A、66A，以便与它们或与它们的一部分形成一个本体。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，刚性杆状元件22、72可以在一位置中被布置且刚性地联接至鞋底16、66和/或鞋底夹层16A、66A，所述位置包含在脚后跟的外端与跖骨及其自然关节的支承之前的区域之间。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，刚性杆状元件22、72可以通过附加的刚性杆状连接元件23、73互相刚性地联接，所述刚性杆状连接元件相对于其纵向轴线横向地布置并且刚性地联接到相应的下端。

杆状元件22、72沿任何平面都是挠曲刚性的；此外，杆状元件22、72还是扭转刚性的。刚性杆状元件22、72以几何形状通过可以给予它们如下特征的材料来设置，所述特征为大于弹性元件24、74的弯曲和扭转惯性至少5倍的弯曲和扭转惯性。

刚性杆状元件22、72在与具有鞋腰部分的鞋10、60的纵向轴线垂直的旋转轴线上朝向鞋的后部倾斜，优选地，以包括在90°与160°之间的角度倾斜。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，刚性杆状元件22、72包括用于调节它们的倾斜度的元件20、70，所述元件20、70适于锁定所述刚性杆状元件22、72，从而防止它们移动，尤其是旋转。例如，调节元件20、70可以是具有螺钉、具有可逆棘轮、具有棘爪、具有摩擦离合器的摩擦类型的。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的实施例中，倾斜度调节元件70包括第一块状部92和第二块状部93，每个均包括适于与刚性杆状连接元件73接合的狭槽。第一块状部92固定到鞋底夹层66A。一旦刚性杆状连接元件73已经定位在块状部92和93的狭槽中，所述块状部通过一对螺栓联接并固定，所述一对螺栓中的每个均包括螺钉94和六角螺母95，所述螺钉固定到鞋底夹层66A。因此，块状部92和93中的每一个均包括适于供螺钉94通过的一对孔。

通过在这些调节元件20、70上施加作用，可以改变这对刚性杆状元件22、72的倾斜度，并且因此改变由这些刚性杆状元件22、72相对于具有鞋腰部分的鞋10、60的纵向轴线形成的角度，以便能够改变挠曲弹簧24、74的初始或稳定的几何构造。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，可以在设计水平上将刚性杆状元件22、72的倾斜度选择为对于任何使用者而言均具有独特的固定角度。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，刚性杆状元件22、72具有在任何情况下都封闭的横截面，该横截面还具有除了所示的圆形几何形状之外的任何几何形状。

挠曲弹簧24、74关于使用者的踝的虚拟旋转轴线是可变形的且弹性的，并且当简单由重力或通过使用者的部分上的关节的主动肌肉致动所导致，所述挠曲弹簧变形且从关于踝的旋转中心的角度变化被释放(由在运动和/或休闲的状态期间足底弓上的支承负载适当引起)时，所述挠曲弹簧适于积聚并恢复弹性机械能。

挠曲弹簧24、74能够以特定且受控的方式相对于上述变形平面弹性变形，当通过鞋腰部分组件32、82施加到它们的端部的动作停止时，借助于积聚的弹性能，挠曲弹簧恢复其初始和/或稳定的几何形状。

即使对于脚和腿之间的远远超出了所考虑的关节的自然可能性的非常小的入射角，它们的变形和随之产生的应力也始终包含在它们的弹性极限内，因此就它们的失效状态而言固有地是“安全”的。

挠曲弹簧24、74具有基本上纵向延伸部，并且可以具有直线形状或者在一个或多个曲率轴线上弯曲的形状。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，挠曲弹簧24、74具有基本上矩形横截面，并且为了优化机械性能(特别是指强度模量和惯性模量的函数)，它们的厚度不大于2mm。

挠曲弹簧24、74例如通过互锁联接而刚性地联接到相应的刚性杆状元件22、72。具体地，挠曲弹簧24、74的下端刚性地联接到相应的刚性杆状元件22、72的上端，反之亦然。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋60的一个实施例中，刚性杆状元件72的上端包括圆柱形基座102并且挠曲弹簧74的下端包括插入件104。挠曲弹簧74的插入件104插入到刚性杆状元件72的圆柱形基座102中。插入件104通过接合在插入件104中的锁定螺钉106以及通过对应的锁定垫圈106纵向地锁定在圆柱形基座102中，因此这防止了插入件104从圆柱形基座102退出或抽出。

有利地，插入件104被构造为关于圆柱形基座102的纵向轴线旋转，并且因此挠曲弹簧74能够关于刚性杆状元件72的纵向轴线旋转。锁定螺钉106还对于挠曲弹簧74的插入件104在刚性杆状元件72的圆柱形基座102中的旋转构成了行程限制块。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10的不同实施例中，刚性杆状元件22和挠曲弹簧24的端部之间的刚性联接可以是互锁联接，所述互锁联接由用于粘合剂粘结的树脂、热塑性或热固性树脂的共模制、螺母、或其他固定元件限定，其能够确保挠曲弹簧24关于它们的优先向内挠曲平面的最大旋转扭矩被传递到由鞋底上部结构代表的系统，并且因此以最小的消散被传递到使用者的脚。

刚性联接的刚性杆状元件22、72和挠曲弹簧24、74是基本上直线的并且互相平行。

挠曲弹簧24、74的特征在于矩形的横截面和在它们的基部处与刚性杆状元件22、72互锁，以及通过刚性上部端子26、76以及具有铰链状保持件38或球形接头88的联接元件可旋转地连接到刚性支撑件34、84，由此沿与它们的优先挠曲平面垂直的平面形成尖端，所述尖端是基本上刚性的且稳定的，并且适于借助于腿的与鞋腰部分组件32、82的胫骨支承(tibial resting，胫骨托)邻近的侧向接触部分来稳定并保护脚踝的侧向旋转。

应注意的是，为了确保使用者安全，刚性杆状元件22、72相对于具有鞋腰部分的鞋10、60的布置和倾斜度以及挠曲弹簧24、74的形状必须使得在脚-腿挠曲的每一步骤中将挠曲弹簧24、74的挠曲拱形保持在后部位置中，即，保持在使用者的踝后面。

挠曲元件24的上端包括刚性端子26、76。该刚性上部端子26、76通常由热塑性或热固性材料制成，并且借助于共模制、粘合剂粘结、干涉联接或螺钉联接方法刚性地连接到弹性元件24、74。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60的一个实施例中，挠曲弹簧24、74由具有含有单向玻璃纤维的热固性基质的复合材料制成，其在由Mpa表示的最大弯曲强度与由Gpa表示的弯曲弹性模量或杨氏模量(二者均被理解为沿主挠曲平面的方向)之间具有以大于或等于30的数字表示的比率。与这些特性兼容的材料的示例是由戈登复合材料(GordonComposites)制造的公知为首字母缩略词GC-70-UL、GC-70-ULS和GC-70-ULZ的材料。

鞋腰部分组件32、82适于与前胫骨部分50和腿的两个侧向部分接触，所述两个侧向部分与前胫骨部分邻近，包括在使用者的踝和膝盖之间，特别是在从踝上方朝向膝盖的可能舒适的最小人体测量距离处，并且鞋腰部分组件适于将这对挠曲弹簧24连接到所述前胫骨部分50和使用者的腿的与所述部分50邻近的两个侧向部分。

鞋腰部分组件32、82包括互相关联的刚性支撑件34、84和支承元件(restingelement)36、86。鞋腰部分组件32、82与这对挠曲弹簧24、74关联，特别是与布置在挠曲弹簧的上端处的相应的刚性端子26、76关联。

刚性支撑件34、84具有基本上半圆形形状。刚性支撑件34、84的特征在于直到与弹性元件24、74的刚性上部端子26、76的连接点处，刚性支撑件具有圆形横截面。在本发明的一个实施例中，在该连接区域中刚性支撑件84包括球形枢轴97以便允许关于球形接头88的一个点旋转。在本发明的另一实施例中，在该连接区域中刚性支撑件34的横截面变得平坦，以便促进与具有铰链联接38的联接元件的连接并允许关于其轴线旋转。

鞋腰部分组件32、82的刚性支撑件34、84由具有高模量和机械强度的材料制成，优选但不排他地由金属型的材料制成(诸如例如轻的铝合金)，或者由复合材料制成(诸如热塑性或热固性基质的碳纤维)，并且还由热塑性模制树脂制成，该热塑性模制树脂用由碳、金属或玻璃制成的短纤维增强。

鞋腰部分组件32、82的刚性支撑件34、84可旋转地铰接到两个挠曲弹簧24、74的上端，特别是铰接到相应的刚性上部端子26、76。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋60的一个实施例中，鞋腰部分组件82的刚性支撑件84通过相应的球形接头88可旋转地铰接到两个挠曲弹簧74的上端。每个球形接头88包括中空支撑件96，球形枢轴97在该中空支撑件内部旋转。中空支撑件96被包含在挠曲弹簧74的刚性上部端子76内并且朝向鞋腰部分组件82定向。球形枢轴97被包含在鞋腰部分组件82的刚性支撑件84中并且朝向挠曲弹簧74定向。

在这种情况下，鞋腰部分组件32的刚性支撑件84具有旋转轴线，所述旋转轴线相对于挠曲弹簧24的纵向延伸轴线呈三轴(triaxial，三维)。

在根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10的另一实施例中，鞋腰部分组件32的刚性支撑件34通过具有铰链状保持件38的相应的联接元件在两个挠曲弹簧24的上端处可旋转地铰接。

在这种情况下，鞋腰部分组件32的刚性支撑件34具有旋转轴线，所述旋转轴线相对于挠曲弹簧24的纵向延伸轴线垂直。

鞋腰部分组件32、82的支承元件36、86由人体工程学的鞋腰元件构成，优选地由塑料材料或复合材料制成，支承元件36、86具有内表面和与内表面相对的外表面。支承元件36、86的内表面适于与前胫骨部分50和使用者的腿的与所述部分50邻近的两个侧向部分接触。支承元件36、86的外表面适于与刚性支撑件34、84的圆形轮廓接触并关于其旋转，所述外表面通过带状旋转元件40、90与所述刚性支撑件关联。

在本发明的一个实施例中，鞋腰部分组件32、82的支承元件36、86(特别是其内表面)包括衬垫，所述衬垫适于以舒适且符合人体工程学的方式与前胫骨部分50和使用者的腿的与所述部分50邻近的两个侧向部分接触。该衬垫优选地由包括在可膨胀树脂内的材料制成。例如，衬垫可以通过由罗杰斯公司(Rogers Corporation)制造的商业上公知为的材料来提供。

在本发明的一个实施例中，鞋腰部分组件32、82的支承元件36、86通过与其连接的带状旋转元件40、90与鞋腰部分组件32、82的刚性支撑件34、84关联，带状旋转元件成形为使得支承元件36、86能够关于刚性支撑件34、84的圆形轮廓旋转，在任何情况下保持与之关联。

以这种方式，特别参照图3和图4，应理解的是，弹性元件24在其挠曲期间的缩短能改变其变形形状的切线与刚性支撑件34之间的入射角(α、α1、α2)，所述刚性支撑件能够通过带状旋转元件40关于支承元件36旋转，不允许所述支承元件36在其与跟使用者的腿部接合的部分之间任何类型的滑动。

根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60被构造为使得，使用者在穿着它时，例如对于正常直立姿势，引起挠曲弹簧24、74的变形。

因此根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60是通过挠曲弹簧24、74的预加载而被赋能的鞋，所述预加载通过由与其连接的鞋腰部分组件32、82接合的胫骨部分50之间的接触引起，其以如下方式，例如在步行或跑步的姿势期间，释放由位置和重力积聚的能量，使其返回到脚踝的自动打开中，并且因此也有助于腿围绕膝盖的向后旋转以及跖骨与地面分离时的水平推进力。

当最大程度地将脚与腿对齐时实现这种效果的最佳(但并非唯一)调节，鞋腰部分组件32、82且特别是支承元件36、86仍然保持与使用者的腿部(在这种情况下，该腿部应理解为与鞋腰部分元件36、86接合的前胫骨部分50)的轻微接触。

有利地，根据本发明的具有鞋腰部分的鞋60包括球形接头88，和/或其中刚性杆状元件72的上端包括圆柱形基座102并且挠曲弹簧74的下端包括插入件104，所述鞋不限制和/或强迫挠曲弹簧74的优先挠曲平面，而是在多个挠曲平面上引导所述挠曲弹簧74而不限制其优先挠曲平面。

这些挠曲平面通过以下内容确定且包含：由挠曲弹簧74的插入件104在刚性杆状元件72的圆柱形基座102中的运动确定的可能旋转角度，以及由球形接头88的运动确定的可能旋转角度。

以这种方式，获得了桥门(portal，入口)，其挠曲在始终遵守挠曲弹簧74的优先挠曲平面(因此永远不会在其中引起扭转拉力或在任何情况下对其操作和寿命有害的拉力)的同时，可被定向在更大的角范围(angular field)中，并且因此会更顺应脚与腿之间沿它们围绕踝的旋转几何形状的自然角移动性。

有利地，为了更好地分配弹性机械能，具有鞋腰部分的鞋10、60(特别是包括上部14、64，鞋底16、66，以及鞋底夹层16A、66A的对应组件)必须在脚的与跖骨弓有关的自然关节的区域中具有抗弯刚度I*E，其等于挠曲弹簧24、74的刚度I*E的两倍(存在一对挠曲弹簧24、74)。

具有鞋腰部分的鞋10、60的上部/鞋底/鞋底夹层组件的刚度I*E可以随着朝向脚尖或脚趾容纳区域的前进而减小或减弱，而可以随着朝向脚后跟或脚后跟容纳区域的前进而增大。

在下文中，描述根据本发明的具有鞋腰部分的鞋的实施例的操作。

在人体的正常完全直立姿势下，重力通过或多或少位于同一竖直轴线上的膝盖和踝的关节的中心被传递到脚处的抵靠区域(resting region)。

在这种状况下，重力的负载通过跖骨弓和脚后跟的抵靠区域在脚上分配，所述分配与它们距踝的中心的距离成反比，重力的负载可以是通常在跖骨弓上为近似于1/3的值并且在脚后跟上为近似于2/3的值。

人体的这种类型的姿势通常也不代表肌肉的放松状态，因为肌肉必须通过小的但连续的收缩和延伸来控制其平衡。

相对于静态坐姿时出现最佳的肌肉放松状态并且因此最小内部能量消耗的状态，其中人体的上部重力支承在骨盆的坐骨上，并且与下肢有关的重力放置在脚上，腿的下部与放置的脚之间所包括的角度形成近似120°的角度。

另外，在与下肢的使用有关的运动期间，重力通过脚来放置，或者甚至在强制姿势的步骤期间，脚与腿的下部之间所包括的角度大于或小于120°，重力的分配改变分值(value)，特别是对于脚与腿的下部之间所包括的小于120°的角度而言，所述力在跖骨弓上增加其自身分值，从脚后跟释放，因此产生了对肌肉-骨骼-韧带系统的整体需要，以及对与所考虑的运动有关的肌肉收缩的致动的需要，对于腓肠肌及其天然对抗肌(诸如例如股内侧肌和股四头肌或股直肌，以及胫骨肌和会聚在其中的脚趾肌腱)的收缩的需要。

通常由于为了执行运动而导致的人体重心不平衡或由于肌肉休息不足的简单姿势而引起腿的上部与下部之间以及腿的下部与脚之间的角度变化，穿过膝盖的旋转中心的重力在踝上产生旋转扭矩，该旋转扭矩必须通过在支承跖骨弓时的反作用和对应的扭矩来与之形成对比。

通过将根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60应用到人体，特别是应用到使用者的脚，仅由于使人体的重心不平衡的重力，这些扭矩引起挠曲弹簧24、74上的弹性变形，因此适于积聚该能量源，并且适于缓解腓肠肌的收缩及其天然对抗肌的收缩。

在运动或休闲状态的典型角度变化期间和/或由于人体重心的不平衡，在跖骨弓上增加重力的情况下，作为通过与下肢范畴的位置重力有关的能量而简单地致动的附加人工肌肉，在负载期间由挠曲弹簧24、74积聚的弹性能量还有助于从过腓肠肌及其天然对抗肌(诸如例如股内侧肌和股四头肌或股直肌)的收缩去除部分所述能量。

以这种方式，所涉及的力被重新分配在更大部分的肌肉上，特别是被重新分配在臀肌(即，人体的最大运动肌肉且距心脏泵没那么远的那个)上，而且其经受较小的应力，并且因此经受较低的能源需求，从而相当大地提高了先前所述的能源效率。

更详细地，在负载的恢复或停止的步骤中，在挠曲弹簧24、74中积聚的能量除了在负载步骤期间缓解腓肠肌及其天然对抗肌的收缩拉力并且去除了其大部分之外，还以几乎为零的能量成本恢复以增加和稳定自然扭矩的一部分，该自然扭矩由下肢的前后肌肉决定，用于恢复膝盖和踝处的角度，所述角度对于它们的摆式运动或与所需运动或姿势动作有关的它们的最小能量需求位置来说是典型的。

尤其是，通过穿着根据本发明的具有鞋腰部分的鞋10、60，特别是通过由两个刚性杆状元件22、72代表的桥门刚性，其中所述刚性杆状元件将挠曲弹簧24、74连接到刚性支撑件34、84，并且因此连接到鞋腰部分组件36、86，特别是在接触区域(其在腿的侧向且与胫骨50的支承邻近)中，对脚踝的过度且有害的内部和外部侧向旋转进行保护并且将其限制在安全区间内。以这种方式，在没有过度地强制必要的侧向铰接的情况下，促进了平衡和稳定的状态，对分配给该任务的肌肉-韧带-骨骼系统的过度拉伸得以缓解。

在实践中已发现，本发明充分实现了预期的目标和目的。特别地，已经显示出，如此构想的具有鞋腰部分的鞋允许克服现有技术的定性局限性，因为它允许积聚和恢复基本上仅具有万有引力性质的能量，以便增强和稳定经受通过一只脚或两只脚的接触来传递的重力的人体的肌肉-骨骼-韧带系统，以及因此增强和稳定与经受相同的万有引力重力的人体的所有非水平位置有关的运动或休闲状态。

这允许获得相当大的能量节约，以及随之发生的效率提高，所述效率被理解为，在人体的运动或休闲状态期间，与直立位置有关或在脚休闲的任何情况下与非水平姿势有关，所执行的机械功与供应到系统的能量之间的比率。

根据发明的具有鞋腰部分的鞋的一个优点在于，在下落步骤期间(诸如例如在跳跃的返回步骤中)，它还能够衰减由脚在地面上的撞击所导致的减速，将人体的肌肉-骨骼-韧带系统从经受超过静态重力的加速度的重力中解脱出来。

根据发明的具有鞋腰部分的鞋的另一优点在于，它为使用者提供了高水平的舒适度，使用者通过使用它而获益，使合脚和易于使用方面的困难最小化，并且尤其是由于非常低的重量，使得对新陈代谢效益/节约和性能提高而言的结果最大化。此外，根据本发明的具有鞋腰部分的鞋允许在使用期间在所述鞋与使用者的腿之间产生的压力的最佳分配。

根据发明的具有鞋腰部分的鞋的再一个优点在于，可以通过使用通用材料以及相对简单或在任何情况下都不过度复杂的生产工艺来提供所述鞋。

根据发明的具有鞋腰部分的鞋的另一优点在于，它可以用于各种场地、运动状态和/或行走步幅，以及还用于各种静态姿势，并且不限于特定场地、运动状态和/或行走步幅或者姿势。

由此构思的本发明可接受多种修改和变化，所有这些修改和变化都落在所附权利要求的范围内。所有细节都还可以用其他技术上等同的要素取代。

在实践中，所使用的材料(只要它们与特定用途兼容)以及视情况而定的形状和尺寸可以是根据目前技术水平的需要的任何情况。

总而言之，权利要求的保护范围绝不限于说明书中以举例的方式示出的说明或优选实施例，而是权利要求必须包括本发明中存在的可专利的新颖性的所有特征，包括本领域技术人员将视为等同物的所有特征。

本公开要求意大利专利申请序列号102017000047889的优先权，该意大利专利申请中的公开内容通过引用包含于此。

在任何权利要求中提到的技术特征后附有参考标记的情况下，仅出于增加权利要求的可理解性的目的而包括了那些参考标记，因此，所述参考标记对通过这些参考标记以示例的方式标识的每个元件的解释没有任何限制作用。

Claims (14)

1.一种具有鞋腰部分的鞋(10、60)，包括上部(14、64)、鞋底(16、66)和鞋底夹层(16A、66A)，其特征在于，所述鞋包括：一对刚性杆状元件(22、72)，所述一对刚性杆状元件刚性地联接到所述鞋底(16、66)和/或鞋底夹层(16A、66A)；纵向延伸的一对挠曲弹簧(24、74)，所述一对挠曲弹簧围绕穿着所述鞋(10、60)的使用者的踝的轴线是能变形的且弹性的，并且适于积聚和恢复弹性机械能且与所述一对刚性杆状元件(22、72)一体形成；以及鞋腰部分组件(32、82)，所述鞋腰部分组件与所述一对挠曲弹簧(24、74)关联，并且适于与前胫骨部分(50)和与所述部分(50)邻近的使用者的腿的两个侧向部分接触。

2.根据权利要求1所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述鞋腰部分组件(32、82)包括互相关联的刚性支撑件(34、84)和支承元件(36、86)，所述刚性支撑件(34、84)被铰接到所述一对挠曲弹簧(24、74)的上端。

3.根据权利要求2所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述一对挠曲弹簧(24、74)包括相应的刚性上部端子(26、76)，所述刚性上部端子被布置在所述挠曲弹簧(24、74)的所述上端处。

4.根据权利要求2或3所述的鞋(60)，其特征在于，所述刚性支撑件(84)借助于相应的球形接头(88)铰接到所述一对挠曲弹簧(74)的所述上端，每个球形接头包括中空支撑件(96)，球形枢轴(97)在所述中空支撑件内部旋转。

5.根据权利要求4所述的鞋(60)，其特征在于，所述中空支撑件(96)被包括在所述挠曲弹簧(74)的所述刚性上部端子(76)中，并且朝向所述鞋腰部分组件(82)定向；并且所述球形枢轴(97)被包括在所述鞋腰部分组件(82)的所述刚性支撑件(84)中，并且朝向所述挠曲弹簧(74)定向。

6.根据权利要求2或3所述的鞋(10)，其特征在于，所述刚性支撑件(34)借助于相应的具有铰链状保持件(38)的联接元件铰接到所述一对挠曲弹簧(24)的所述上端。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(60)，其特征在于，所述刚性杆状元件(72)的上端包括圆柱形基座(102)并且所述挠曲弹簧(74)的下端包括插入件(104)，所述插入件(104)被插入在所述圆柱形基座(102)中，所述插入件(104)通过接合在所述插入件(104)中的锁定螺钉(106)以及通过锁定垫圈(106)被纵向地锁定在所述圆柱形基座(102)中。

8.根据权利要求7所述的鞋(60)，其特征在于，所述插入件(104)被构造为关于所述圆柱形基座(102)的纵向轴线旋转，并且因此所述挠曲弹簧(74)被构造为关于所述刚性杆状元件(72)的纵向轴线旋转。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，包括所述上部(14、64)、所述鞋底(16、66)和所述鞋底夹层(16A、66A)的所述组件的特征在于，在跖骨关节的区域中具有抗弯刚度，所述抗弯刚度与所述一对挠曲弹簧(24、74)的相对于其优先向内挠曲平面的刚度成比例，所述鞋底夹层(16A、66A)介于所述上部(14、64)与所述鞋底(16、66)之间。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述鞋腰部分组件(32、82)与所述刚性支撑件(34、84)相关联但相对于所述刚性支撑件围绕与其连接的带状旋转元件(40、90)能旋转。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述一对刚性杆状元件(22、72)包括用于调节所述一对刚性杆状元件(22、72)的倾斜度的元件(20、70)。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述一对挠曲弹簧(24，74)由在以Mpa表示的最大弯曲强度与以Gpa表示的弯曲弹性模量或杨氏模量之间具有一比率的材料构成，所述比率由大于或等于30的数字表示，所述最大弯曲强度和所述弯曲弹性模量或杨氏模量二者均被理解为沿主挠曲平面的方向。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述鞋腰部分组件(32、82)的所述支承元件(36、86)包括衬垫，所述衬垫被布置在内表面上，并且适于以舒适且符合人体工程学的方式与所述前胫骨部分(50)和所述使用者的腿的与所述部分(50)邻近的两个侧向部分接触。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的鞋(10、60)，其特征在于，所述鞋与闭合系统(18、68)一体形成。