CN1111367C - 自然紧扣 - Google Patents

Abstract

一种可用于鞋子、手套、工具及相似物的外部紧扣表面的扣紧和牵引模式，它能够增加牵引力和更自然的感觉。该模型具有从紧扣表面底座延伸出的多个凸起(18，20，22，24，26，28，30)构成的踩踏模式。凸起(18，20，22，24，26，28，30)的形状轮廓及排布正好与人或动物的脚、手或爪的解剖学特征一一对应。

Description

自然紧扣

发明领域

本发明涉及一种紧扣和牵引表面和模式，特别是用于鞋子、手套及工具的附着物，尤其涉及分别具有人脚及手的底部形状和结构的鞋底及手套的改进模式。

发明背景

在本技术领域，众所周知，由可弹性变形压缩材料制成的牵引和紧扣表面具有不同的形状及设计的踩踏模式，用来提高此表面附着于其上的装置的牵引能力尤其是鞋底、手套及机械紧扣装置的牵引作用。因此鞋底包括各式各样的几何形状。在行走及奔跑的过程中，人的裸脚的构造，利用其大量的曲线、轮廓及凹陷，为其提供了极好的牵引及紧扣能力。因此，鞋底与人脚具有十分相近的外部构造这一需要是显而易见的。以往的制作这种鞋底的尝试被证明是不合乎要求的。

申请人所知道的有关鞋底及鞋垫的专利如下：

专利号       颁发日         发明人               题目

Des.247,832  05-09-1978     格拉斯高(Glasgow)    鞋底

Des.287,903  01-27-1987     琼斯(Jones)          鞋底

Des.295,114  04-12-1988     豪恩(Horne)          鞋底

Des.304,390  11-07-1989     尼加诺(Nakano)       鞋底

Des.309,670  08-07-1990     忙得啥(Mendonca)     鞋底

Des.319,338  08-27-1991     尼加诺(Nakano)       鞋底

Des.337,428  07-20-1993     阿仑(Allen)          外鞋底

3,402,485    09-24-1968     麦克毛路(McMorrow)   动物印迹式鞋底

4,266,349    05-12-1987     施墨(Schmohl)        运动鞋连续鞋底

4,494,321    01-22-1985     劳乐(Lawlor)         抗震鞋底

4,697,361    10-06-1987     干特儿(Ganter)       鞋类物品底部

格拉斯高(Glasgow)，美国设计专利247,832，传授了一种装饰性的脚形的鞋底设计。

琼斯(Jones)，美国设计专利287,903，传授了一种装饰性的看起来象动物后爪的鞋底设计。

豪恩(Horne)，美国设计专利295,114，传授了另一种装饰性的人脚形状的鞋底设计。

忙得啥(Mendonca)，美国设计专利309,670，传授了一种进一步改进的装饰性的呈人脚形状的鞋底设计。

麦克毛路(McMorrow)，美国专利3,402,485，是针对形成仿动物的足迹的鞋，这种足迹被结合用在鞋底上。

施墨(Schmohl)，美国专利4,266,349，传授了一种在鞋底的前后区域安上近似圆形花纹部分以方便脚部转动的耐久运动鞋的外鞋底。这些花纹部分大致是根据人脚的各部分的结构而形成。

干特儿(Ganter)，美国专利4,697,361，传授了一种由弹性可压缩材料制成的鞋底，它可以针对穿鞋者的脚所产生的压力产生相应的反应。

所列的其余专利显示了类似的鞋底设计，在此列上仅为了使其内容更为全面的目的。

发明简述

本发明体现了关于紧扣及牵引表面的人机工程学设计的最终成果。本发明涉及一种能够增强带有或附有这种表面的物品的紧扣作用及牵引力的装置，即鞋子、手套，还涉及机械紧扣和牵引装置。更特别的是，这种装置是一种紧扣及牵引模式，被加工成与鞋底构成一体的部分，这种模式以人脚的自然足印为基础。人脚的底部并非一个平面，而是由不同尺寸、形状及轮廓的各种解剖学元素组成的结合体。本发明结合人脚的特征及组成因素，形成为具有弹性形变和压缩性质的外鞋底的一部分。鞋底具有许多突出于鞋底底部的突起，从而产生了相邻的凹凸区域。突起与五个脚趾相对应，大的突起与脚的前部和跟部相类似，并依照人脚的实际解剖学比例制成，因此便产生了高度有所不同的突起。这些突起产生了与人脚的趾间、趾后及人足印的凹陷部分相一致的凹陷区域。这些凹陷区域保证与地面接触突起，能根据穿鞋者作用于鞋底的力之大小作相应的变形。外底的外表面编织成具有与人脚皮肤样式相近的隆起，从而大大提高其牵引力。

另外，本发明还可用于手套或机械紧扣装置的外部紧扣表面。手套的手掌与手指部分的表面覆上一层薄薄的具有弹性可变形性质的并与人的手印的形状轮廓及特征相一致的材料。本发明设计不仅应用于人们穿戴的鞋子及手套，而且应用于可移动的自动化仪器的制造者及使用者，例如需要具有紧扣牵引功能的机器人。另外，本发明构思可以扩展为具有广泛用途的产生优良牵引紧扣性能的装置，例如紧扣工具、假肢或其它的类似装置。

发明目的

本发明的主要目的是加强加工有附着有这种表面的物品紧扣和牵引能力如鞋子、手套及机械紧扣或牵引装置。

本发明的更进一步的目的是为形状及轮廓与人脚底部形状及轮廓相近的鞋底提供一种紧扣及牵引模式。

本发明的另一个更具体的目的是为能提供优良牵引力具有踩踏功能的鞋底提供一种紧扣及牵引模式。

本发明的另一个更具体的目的是为穿鞋者提供具有舒服自然感受并具紧扣牵引性能的鞋底模式。

本发明的另一个目的是提供具有与人手或动物爪形状及排列相类似的手套类物品的外表面。

本发明的一个更具体的目的是提供一种具有优良紧扣性能及给予手套佩戴者更加舒服自然感受的手套表面模式。

本发明的另一个目的是提供一种与人手、脚掌、爪子或任何生物的类似部位的解剖学特征相一致的紧扣及牵引模式。

本发明的另一个目的是提供一种用于机械紧扣装置提高牵引及紧扣能力并与人手解剖学特征相一致的表面模式。

图的简要描述

通过如下的详细描述及附图可以对前所述及其它目的产生更明确的认识：

图1为本发明相符的鞋底平面图。

图2为如图1所示具有体现本发明的鞋底的鞋的立体图。

图3为如图1所示具有体现本发明的鞋底的鞋的侧视图。

图4是如图3所示鞋底的部分放大侧视图，显示了鞋底。

图5沿图1中沿A-A线截取的鞋底横断面图。

图6是具有体现本发明的紧扣表面模式的手套立体图。

图7是体现本发明的具有其它紧扣表面模式的手套平面图。

图8是显示手套的手指部分表面纹理的放大立体图。

图9是体现本发明的紧扣表面模式并模拟人手的机械装置立体图。

图10是具有体现本发明紧扣表面模式的其它的机械紧扣装置的立体图。

图11是具有体现本发明紧扣表面模式的另一种机械紧扣装置的立体图。

图12是具有体现本发明的紧扣表面模式的另一个机械紧扣装置的立体图。

图13是显示机械紧扣装置的表面纹理的部分放大立体图。(夸张)

最佳实施例的详细描述

图1、2及3显示了用可弹性变形材料制成的鞋底10。鞋底有一个基本上平滑的底面12，其前部14与脚掌的脚趾区域相对应，后部16与脚掌的后部区域相对应。在底面12上延伸出的不同形状、轮廓及高度的突起18、20、22、24、26、28、30作为与鞋底构成一体的部分被模制出来。

由图1示出位于鞋底14的前部的5个尺寸、形状及位置与人脚的脚趾端底部相对应的突起18、20、22、24、26。其它大的突起28、30覆盖了从与脚跟区域到与脚的圆形凸起部分对应区域的鞋底大部分。

正如在图5中所看到的，从底面12延伸出的突起24a、28a、30a的高度并不必完全一致。任何突起的高度变化与人脚的三维解剖学结构相关。突起的高度不同同样也可与鞋底的不同区域在行走及运动过程中各自所承受的力的大小有关。例如，在鞋底后部的突起28a的高度比位于脚弓中部处的突起34a的高度要高。突起的这种高度的不同，正是基于人脚的解剖学结构基础之上，其结果是在外鞋底的某些区域就很少有或没有突起，产生了如图1所示的缝隙及凹陷32、36。这些凹陷区域32、36与人脚站立时不必直接与地面接触的部位相对应，例如脚弓中部及趾间和趾后的区域。然而，人脚的这些凹陷区域对于人的行走或奔跑很重要，因为当行走时它们保证脚趾紧扣地面或地板，因而产生较好的牵引力。同样，本发明的鞋底的凹陷32、36保证了与地面接触的突起能依据穿鞋者施加的压力产生合适的形变。这种形变为穿鞋者提供了更好的牵引力及更自然的感受。

图4显示了突起18、38的外表面的放大图。接触地面的全部突起的外表面形成很多与其成一体的、仿造人类皮肤印迹特点的凸纹40。这些凸纹保证接触地面的可弹性形变的鞋底表面更好地紧扣行走的路面，从而产生极大的牵引力。

实现本发明的最好模式是紧扣和牵引表面为与鞋底形成一体的部分，由对于运动鞋很普遍的可弹性形变材料构成，例如橡胶、聚氯乙烯、聚安酯或任何适宜的合成塑料物质。鞋底被直接铸造或注塑到鞋帮上面从而完全具备了紧扣表面模式的全部特征，包括底部、突起、凹陷及凸纹。

其它实施例

本发明不仅可用于人们穿的鞋子，而且也适用于任何需要紧扣牵引的地方，例如手套、工具、自动化设备或机器人的腿或手臂部分。能够完成机械任务的先进机械技术的发展继续扩大，本发明的紧扣及牵引模式可被加在任何需要较高紧扣性能或牵引作用的机器或装置的任何部件上。

图6-11显示了其它的实施例，包括在手套或其它紧扣装置的紧扣表面上的人手或手指状突起，其它紧扣装置的例子是机器人的机器手、自动化设备或紧扣工具。

图12及13是用于机械装置的体现本发明的紧扣表面的另一个实施例。该装置在其紧扣表面76上直接形成凸纹78，而在其本身的表面上并没有突起。这些凸纹78形成与人的皮肤特征印迹相近似的构形。

图6显示了具有底面42的手套41。在其底面42上延伸出多个与人手掌及手指形状及轮廓相一致的多个突起。手套突起44覆盖了手套表面上的与人手掌相对应的一部分。手套的四指部分的每一个上都有相彼此分离并且不同的突起46、48、50，这些突起与人手指的由一个指关节及两个关节形成的三个部分相对应。从手套拇指部分的底面42延伸出来的突起52和54与人大拇指的内表面的形状及排列相类似。

因为这些突起是彼此分离且各不相同的，缝隙47、49、51、53形成于突起之间的手套表面区域。这些缝隙保证手套在环绕被抓物体时能适当的合拢并允许可变形的突起表面产生适当的形变，从而产生极强的牵引及紧扣能力。

另外，从手套41的底面42延伸出的突起可不互相分离及有所区别，而是整块式的，如图7所示。从手套41的底面42延伸出单个的大突起74。该突起的形状及轮廓与人手相一致。突起74的外表面有模仿人的皮肤特性排列而成的、与外表面成一体的凸纹72。相类似地，从鞋底10的底面12延伸出的突起也可不必分离及不同，而可以是整块的并包含一个单一的并与人脚的尺寸、形状和排列相近似的大突起。

图9显示了应用于机器人或一件自动化设备的机械手。突起56、58、60由适合的弹性可形变及可压缩材料如用于运动鞋底的材料制成，粘接于机械手之上，从人手表面55延伸出来。这些突起56、58、60与人手指的形状及排列相一致。类似地，突起66的形状尺寸与手掌相一致并粘接于机械手的手掌部分之上。突起62、64与人的大拇指的形状类似，从机械手的表面55延伸出并粘接于机械手之上。

图11显示了具有与人指形状相似的突起70的机械紧扣装置，这些突起粘接在工具的紧扣表面之上。由适当的可弹性变形材料制成的突起并没完全覆盖紧扣表面，从而产生缝隙71。这些缝隙71使紧扣机械在环绕被抓握物体时能适当地合拢。图10揭示了另一种机械紧扣装置。其紧扣表面由可弹性变形材料68所覆盖，从而产生所需要的紧扣力。

图6-11显示了在所有突起的外表面形成的多个与其形成一体的凸纹72。这些凸纹保证当外力作用于其表面时由弹性材料制成的突起可产生适当的形变，从而产生出极高的牵引及紧扣力。这些隆起被加工和排列成类似漩涡、螺纹、环或其它皮肤特性的模式。

在所描述的全部紧扣及牵引表面上形成的凸纹40、72不必在各个突起上均匀地分布，同时其宽度及深度也不必一致。另外，这些凸纹可模仿任何生物的皮肤特性来布置，而不仅仅按照人的皮肤特性进行排布。

本发明的另一个实例包含将牵引及紧扣表面突起上的凸纹排列为同心圆、同心椭圆、螺旋形或其它的几何构形。

类似地，本发明所涉及的紧扣及牵引表面的突起可以排列成与人脚、手、手指、动物爪或任何生物的任意表面附属物的解剖学特性相一致的样式，更进一步地说，本发明涉及的材料不一定是弹性可形变的。紧扣和牵引模式可由任何适合用于其所粘接的物件的材料构成，例如鞋底可用皮革制作。

对发明目的实现的简介

如前所述，很明显地我已发明了一种表面或模式，增强形成或附着有此表面或模式的紧扣或牵引能力得到增强，例如鞋子、手套和机械紧扣及牵引装置，还为穿戴者提供了一种更加舒服自然的感受。类似地，我发明了一种鞋子、手套或机械紧扣装置的紧扣或牵引部分改进了的表面模式，从而提供了极强的紧扣能力及自然的感受。

需要明确的是，前面的描述以及具体实例仅仅表明本发明的最佳模式及原理，技术熟练者完全可以对此装置作出改进及增加内容，而不脱离本发明的精神和范畴，因此本发明的精神和范畴仅限于所附的权利要求的范围之内。

Claims (17)

1.一种具有紧扣或牵引表面的用于紧扣和牵引的物品，所述表面包含：

一个基本上平的底面；

从所述底面基本上垂直垂下的多个不相同的突起部分，各个所述突起部分对应哺乳动物的肢体的一个解剖学特征；

其中各个所述突起部分包括多个模拟肢体皮肤的同心圆、卵形或涡旋特征形成的凸纹。

2.如权利要求1所述的物品，其中，各个所述突起部分的高度与哺乳动物的肢体的对应解剖学特征的高度成比例。

3.如权利要求1所述的物品，其中，各个所述突起部分与人类肢体的对应解剖学特征成比例地形成。

4.如权利要求3所述的物品，其中，各个所述突起部分的尺寸、形状和位置与人类肢体的解剖学特征对应。

5.如权利要求3所述的物品，其中，各个所述突起部分包括多个模拟人类肢体的特征纹理的凸纹。

6.如权利要求5所述的物品，其中，所述多个凸纹形成和安排为模仿为人类皮肤特征的同心圆、卵形或涡旋。

7.如权利要求3所述的物品，其中，所述多个突起在其间限定多个凹陷。

8.如权利要求3所述的物品，其中，人类肢体是足。

9.如权利要求8所述的物品，其中，所述多个突起部分对应人足的脚趾、脚掌和脚跟。

10.如权利要求8所述的物品，其中，所述底面和所述多个突起部分限定鞋的外鞋底。

11.如权利要求3所述的物品，其中，人类肢体是手。

12.如权利要求11所述的物品，其中，所述多个突起部分对应人手的手指和手掌。

13.如权利要求11所述的物品，其中，所述底面和所述多个突起部分限定手套的紧扣表面。

14.如权利要求11所述的物品，其中，所述底面和所述多个突起部分限定一机械工具的紧扣表面。

15.如权利要求1所述的物品，其中，所述表面是一机器人的手。

16.一种具有紧扣或牵引表面的用于紧扣和牵引的物品，所述表面包含：

一个基本上平的底面；

从所述底面基本上垂直垂下的多个突起部分，各个所述突起部分的尺寸、形状和位置对应和成比例于人类肢体的一解剖学特征，所述多个突起部分在其间限定多个凹陷，各个所述突起部分包括多个形成和安排为模仿为人类皮肤特征的同心圆、卵形或涡旋的凸纹。

17.一种鞋的外鞋底，外侧包括一个基本上平的底面和从所述底面基本上垂直垂下的多个突起部分，所述突起部分包括多个在其外表面上的凸纹，各个所述突起部分在尺寸、形状和位置上对应人足的形态学特征，所述多个凸纹形成和安排为模仿为人足皮肤特征的同心圆、卵形或涡旋。

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