CN112822955A - 冲击吸收鞋用装置 - Google Patents

Abstract

一种用于鞋类用品的力吸收设备，其包括鞋帮和具有平坦鞋底表面的鞋底，使得鞋帮与接触地面的平坦鞋底表面之间的力通过被设置在鞋底中的力缓和结构来吸收。鞋类物品包括分体式鞋底系统，其将鞋底重新限定为具有力缓和界面的共面表面，该力缓和界面用于接收突发力并通过存储动能以及随时间推移将该动能释放以有效地缓和这些力。力缓和结构中的弹性场由适于响应于所接收到的力而变形的回弹材料限定。除了与弹性场的过盈接合之外，还可以通过表面特征诸如凹坑、空隙和润滑剂来增强上下鞋底之间的摩擦接合。

Description

冲击吸收鞋用装置

背景技术

运动损伤诸如因肌肉骨骼结构过度受力而引起的运动损伤可能是创伤性的，并可能使得职业生涯终结。ACL(前交叉韧带)损伤尤其臭名昭著，并且容易复发。这些和其他损伤往往是由于某种形式的载荷(例如，力和扭矩)引起的，载荷通过运动员的鞋类传递到脚，再传递到解剖构件上，诸如传递到骨骼、韧带、软骨、肌腱或其他组织结构上。缓和这些载荷的传递可以基本上消除或减轻脚、脚踝、小腿和膝盖的损伤风险。因为运动员的鞋类限定了地面界面，所以鞋类限定了潜在损伤性载荷传递的焦点。用于运动用途的鞋底往往采用高摩擦材料，诸如橡胶和柔性聚合物来“抓紧”比赛表面，并且在底部表面上还采用纹理、肋状物或突出部以避免滑动。这些常规的材料和结构增加了从运动员到比赛表面的载荷传递，并且如果不加以缓和，就会将这些载荷提高到损伤阈值。

缓冲、衬垫和气囊意图在常规鞋中分配力，但是这些设备呈现的行为类似于常规弹簧。大多数常规机械弹簧在它们的整个变形例如拉伸或压缩过程中直到它们达到其移位的极限为止，具有单一的、一致的正刚度(力/移位)，在极限位置处刚度变大并且基本上像是无弹性材料。常规恒力弹簧的特征在于较大移位、和较低的力，诸如用于真空吸尘器绳索和卷尺。恒力弹簧和其他非线性弹簧的特征通常在于，一旦达到恒力且移位继续等效于恒力，则实现低载荷最小变化或“缓冲”。

发明内容

一种用于鞋类用品的力限制、能量吸收设备，其包括鞋帮和具有平坦鞋底表面的鞋底，使得鞋帮与接触地面的平坦鞋底表面之间的力通过动能在弹性或回弹场中的吸收、存储和受控释放来限制。部分能量将自然地因在移动中鞋底和设备内之间的摩擦而损失，这也可以部分地控制传送。鞋类物品诸如鞋或靴包括分体式鞋底系统，其将鞋底重新限定为具有力缓和界面的共面表面，该力缓和界面通过存储动能并随时间将该动能释放以用于接收突发力并有效地缓和这些力，从而使鞋返回其未加载荷的构造。力缓和结构中的弹性场由适于响应于所接收的力而变形的回弹性材料限定。除了与弹性场或常规弹性构件的过盈接合之外，还可以通过表面特征诸如凹坑、空隙和润滑剂来增强上下鞋底之间的摩擦接合。

例如，来自于奔跑、扭转、转向、落地或跌倒的突发力或冲击力可能会造成运动损伤。力通常从比赛表面或地表面传递到骨骼结构或解剖结构(骨骼、肌腱、韧带)，该力必须经过鞋类用品或鞋。损伤往往是由侧向/中间或向前/向后的力、或它们的一些组合造成的，还有可能是与鞋底表面底部上的扭矩一起造成的，这些扭矩传递到穿着者的脚上，而常规鞋几乎没有吸收或缓和。本文中的构造在鞋底中设置了分体式标称平面的水平结构，使得与在下接触表面或地面接触表面上的侧向、中间、向前和向后的力和扭矩相关联的能量被吸收，以限制这些载荷，而不是使它们通过界面层传递到鞋帮或穿着者。

这造成标称共面的系统，其中，通过在连续或离散系统中的机械、气动、液压、电气或磁性元件中存储和耗散机械能的系统来缓和在由鞋底限定的平面中的载荷，以控制通过分体式鞋底构架的载荷传递。

其他用途应对老龄化人群中骨骼结构过度受力的矫形需求。所应对的社会需求是减少膝盖、脚踝和跟腱的创伤性损伤的可能性，并减少重复性载荷损伤，以及减少脚部不适和疲劳、减少对糖尿病患者的足部刺激、促进康复以及减少小病诸如足底筋膜炎的可能性。还应该注意的是，本文中的力缓和技术可以应用于所有维度的分量，例如侧向、中间、前、后和竖向，而与力缓和所例示的维度无关。

本文的构造部分地基于以下观察：鞋类往往包括最少的载荷吸收材料或结构，并且所存在的载荷吸收材料或结构符合常规的弹簧响应。遗憾的是，常规方法深受以下缺点的困扰：具有基本线性的力/移位曲线的常规弹簧响应迅速地接近最大移位，使得高冲击力往往在几乎没有缓和的情况下传输至穿着者。换言之，采用在常规鞋构架中经常使用的橡胶层或泡沫层的常规运动鞋类不足以缓和潜在有害载荷的传递。迅速达到最大压缩阈值，并且鞋底充当用于在几乎没有缓和能力或完全没有缓和能力的情况下传递载荷的基本固态、无弹性材料。

本文的构造采用由可变形材料限定的弹性场，该可变形材料吸收力并随着时间缓慢地释放所存储的力以避免突发或峰值冲击。弹性场可以采用沿纵向方向变形或“弯曲”的可变形构件，或者可以采用收缩通道和可压缩材料弹簧系统(CSS)，从而将可压缩材料诸如聚合物泡沫吸入、拉入或推到以漏斗状过渡区变窄的通道中，使得存在受通道几何形状控制的变形区域。该构造可以使得弹性材料的一部分随着层之间的移动而变形，并且在弹性材料的下一部分以相似量变形时保持大致相同的变形。或者可以使用凸轮系统使得弹簧随着层之间的运动而变形，从而实现非线性载荷移位行为。

所公开的系统适于在分体式鞋底的鞋构架之间或通过分体式鞋底的鞋构架减缓力，并且可以针对压缩和释放所存储的能量的及时性(速度)和大小进行修改或调整。因此，本文的构造通过公开一种包括弹性场或弹簧结构的力吸收和缓和系统，从而基本上克服了上述缺点，该弹性场或弹簧结构被包装为用于封装在鞋底中。弹性场、弹簧系统可能与摩擦相结合，呈现平坦的或一些其他非线性响应，而不是初始的移位成比例响应，随后增加刚度，使得突然或冲击载荷遭遇响应于移位的恒定或受控的力，该力用于缓和趋于与损伤有关联的载荷。

附图说明

如附图例示的，根据本发明的特定实施方式的以下描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得明显，在附图中，相同的附图标记贯穿不同的视图中均指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在例示本发明的原理上。

图1是基于周界的鞋底力缓和方法的立体图；

图2是通过本文的方法来缓和的损伤力的力/性能图表；

图3A至图3B示出了由如图1中的弹性场实现的力缓和曲线；

图4是包括本文所公开的力缓和结构的分体式鞋底的鞋系统的侧视图；

图5示出了恒定力弹性场力弹簧存储的倾斜平面方法；

图6A至图6D示出了在图4的分体式鞋底界面中的力缓和结构中如图5中的倾斜表面；

图7A和图7B示出了图4的分体式鞋底界面中的力缓和结构的凹坑方法；

图8示出了使用钳状元件的替代性力缓和结构；以及

图9A至图9E示出了用于图4的分体式鞋底界面中的力缓和结构的钳状实施方案。

具体实施方式

下面的构造展示了一种构架设备、结构和机构的方法，该构架设备、结构和机构通过弹簧结构或其系统的移位来控制通过鞋到脚的载荷传输。本文的构造采用弹簧的组合来形成具有期望的响应特征的弹簧系统。正如同时提交的题为“鞋类力缓和组件(FOOTWEARFORCE MITIGATION ASSEMBLY)”的共同待审申请<插入WPI18-19 App.#>中所讨论的，力缓和结构和其他结构被用于将可滑动鞋底部件保持并封装在一起的鞋底系统中。

以下描述提出了鞋类用品或鞋的示例，以用于使用恒定力、基本上恒定的力或非线性弹簧结构来实现分体式鞋底的鞋类构造，从而缓和从鞋底传输的侧向和扭矩(扭转)力的有害传输，同时传输普通使用所需的载荷。包括恒定力和非线性力弹簧系统的组件实现了一种弹性场方法，其中，反作用力是基于接合的弹性场的面积，而不是伸长或收缩的弹簧的长度。在不背离所要求保护的方法的情况下，所公开的用于施加线性力响应的弹性场恒定力弹簧也可以应用于替代情况。

图1是基于周界的鞋底力缓和方法的立体图。在图1中，示出了周界梁结构的立体图，该周界梁结构以回弹梁的形式绕鞋底表面周向布置。参照图1，周界梁结构100包括下平面表面110，该下平面表面具有围绕呈鞋类用品形状的周界112设置的多个梁120。替代性地，取决于期望响应的层级阈值和特性，可以采用不同的长度、截面、曲率和包括复合材料的材料的梁。梁120从下平面110正交地延伸并且适于可滑动地接合下面进一步讨论的上平面，并且可以由从其可以切割出鞋类形状的均质模制件102或回弹材料片形成。

图2是通过本文的方法吸收潜在损伤性能量以缓和力的载荷-移位、性能图表，并且示出了在本文的构造中实现的控制和损伤阈值。参照图1和图2，力图表168示出了竖向轴线174上的载荷与水平轴线176上的对应移位之间的关系。损伤阈值170由鞋底抵靠下平面110(地面或比赛表面)的过大力来限定，其中，过大的载荷或载荷的组合将不期望水平的载荷传输到穿着者界面。尽管这些阈值是概念性的，并且难以量化，但显然的是，随着穿着者奔跑、改变方向、跳跃、扭转等，高能量和运动能够在鞋类和比赛表面之间强加载荷。普通水平的载荷维持着通过鞋底到比赛表面的牢固传输。在一些阈值处，这些力变得足够大，使得如果不被缓和，则可能通过将载荷传递到解剖结构诸如脚、脚踝或股骨、肌肉、韧带、半月板或肌腱而造成损伤。这些是所公开的载荷缓和结构意图应对的载荷。

控制阈值172限定了在其处开始对潜在的创伤性损伤进行缓和的载荷。持续的能量传输造成低于创伤性损伤阈值的逐渐较大的移位，从而通过缓和力使其未达到创伤性损伤阈值170来避免创伤性损伤。缓和使得小于控制阈值172的侧向-中间、向前-后以及旋转的载荷得以容许，并且在如由线175'示出的、载荷达到损伤阈值170直到在177处横穿损伤阈值之前，通过载荷缓和结构吸收大于控制阈值172的标称水平载荷以及绕标称竖向轴线的旋转扭矩，如由线175示出的。

本文所限定的鞋包括设置在穿着者的脚和其上部署有该脚的表面之间的任何种类的鞋类。尽管本文描述了田径运动的示例，但部署可以是任何行走活动，诸如步行、跑步、徒步、攀登、或者将穿着者的脚和脚踝放置于具有地板、地面或比赛表面的载荷承受环境中的任何用途。如通过本文的示例将是明显的，脚和脚踝在任何行走活动期间限定了在穿着者的骨骼框架上的力的焦点，并且因此是如本文所公开的力缓和的目标。特别地，本文的构造对高冲击性田径运动是有益的，因为这些活动生成了探索人类能力极限阈值的力。大量媒体关注已被导向与运动有关的损伤，特别是在大学和职业水平上，以及由此产生的金钱方面，包括康复和不作为侵权两者，已经得到了运动管理实体的关注。可以调节相同和相似的结构，以缓和可能导致重复性载荷损伤的较低载荷。

图3A和图3B示出了由如图2中的弹性场实现的力缓和曲线。图3A是现有技术力移位性能的图表。在常规的弹簧方法中，延伸弹簧的力210随着弹簧的移位212而增加(线214)。为了使连接到弹簧的对象继续移位，需要一增加的力水平，并且在释放时会遇到互补的恢复力。

图3B是如本文限定的恒定或非线性载荷弹簧响应的图表。与图3A的弹簧相反，弹性场限定了恒定或非线性载荷弹簧，使得移位222所需的力220在移位距离上基本保持恒定，如线224所示(在初始压缩时期之后)。

所公开的分体式鞋底(分层)鞋系统可以设想为两个部件，一个部件与外部环境接连(interface：接口连接、界面连接)，且另一部件固定脚。在这两个部件之间是控制载荷传输的系统。

存在两个独立的系统。

一个系统在鞋底的两个可相互滑动的层之间，以用于控制标称水平载荷，包括绕标称竖向轴线的扭矩。在脚下的可滑动层应该跨低摩擦界面传输竖向载荷。

另一系统控制鞋底和鞋垫之间的标称竖向载荷传输。该竖向系统是一种悬垂系统。支撑鞋垫的该竖向弹簧系统可以在脚跟的侧面，位于前面、中间和侧向，或它们的组合。

位于中间和侧向的这些非线性弹簧系统，可以通过在当前鞋中使竖向载荷保持比竖向吸收系统更近似侧向和中间，从而使鞋垫倾斜弯曲，并使得不平坦的地形变平整。常规方法没有应对该侧倾)并使其平整的能力。

该竖向系统还可以缓和竖向载荷，而竖向载荷可能会造成或促成创伤性损伤，或者在较低载荷时导致促成非线性弹簧系统的重复性载荷损伤。

这两个系统本质上是独立的，并且可以单独使用或一起使用。在一些实施方式中，支撑鞋垫的竖向弹簧系统可以被定位在水平系统的顶部上。优选地将这些系统一体化到鞋底中而不会明显地增加外尺寸、鞋底厚度或重量。

对于减少创伤性损伤的可能性的对策，应当将载荷限制到普通比赛或任务所需的载荷。针对这些情况，该鞋对于所有普通比赛、动作和任务来说都感觉像是普通鞋。为了减少重复性载荷损伤，以及为了舒适、康复、糖尿病患者和足底筋膜炎，可以以较低载荷来响应，从而吸收处于低载荷的短历时冲击。

图4是包括本文所公开的力缓和结构的分体式鞋底系统的侧视图。图4示出了鞋底平面80，其包括设置为用于减缓鞋类物品151(鞋)中的共面移动的一个或更多个力缓和结构150-1..150-3(总体为150)。与图1所示的周向力缓和梁相反，设置在鞋底中的力缓和结构150的高度受到限制，以避免对鞋类强加过大的高度约束。力缓和结构150包括任何合适的弹性场布置、结构或组件，例如，在下面进一步讨论的凹坑和隆起、通道弹簧、钳状件等。应当另外指出的是，“弹簧”的定义是指适于根据力和距离来存储和释放动能的对象或设备，并且不需要是盘绕的或螺旋形的金属，而是涵盖如本文所公开的弹性场和可调响应。

鞋类物品151限定了吸收冲击的鞋类用品，该鞋类用品包括与穿着者连通的上鞋底80-1，以及适于响应于鞋类抵靠地表面的移动来从地表面接收力的下鞋底80-2。力缓和结构150-N在上鞋底和下鞋底之间限定了弹性场界面62，该弹性场界面包括在变形时限定弹性场的可变形构件50。上鞋底80-1和下鞋底80-2呈共面布置并且适于通过摩擦滑动和/或经由力缓和结构150来平行移位，其中，弹性场界面62被设置为用于在上鞋底和下鞋底之间传递所接收到的力。换言之，上鞋底80-1支承在下鞋底80-2上，并且鞋底面积的任何部分或区域都不由搁置在下鞋底的通过摩擦接合引导的某些部分上的特定力缓和结构支撑。尽管可以应对移动的所有分量(向前、向后、左和右侧向，以及竖向)，但弹性场界面能够响应于从地表面所接收的力而变形，其中，所接受的力倾向于通过使弹性场界面在由鞋底80限定的平面中变形，来将上鞋底和下鞋底设置成不对准。这通常将被表征为力的向侧面的分量，其中，相当大的分量平行于地表面，但是弹性场也可以被部署成抵消竖向力。

一个或更多个可变形构件50限定了弹性场，该弹性场由材料的截面和回弹性而不是高度来调控。换言之，紧凑的可变形构件50可以经由较宽的、不必较高的截面来实现力缓和，从而在适合于安装在分体式鞋底的层80之间的低轮廓中实现适当的反作用力。

另外的特征涉及载荷缓和后返回到未变形的位置。该特征结合通过跨滑动界面的摩擦和线性返回弹簧的组合来限制负载。例如，这可以结合被附接到防滑件的橡胶带，上述防滑件附接到或成一体到上层和下层，从而跨越可滑动界面，与被设计成设计有某一摩擦系数的界面相结合，也可能在界面或特别地所选择的材料中具有某一粗糙度。在许多情况下，变形构件自然返回到未变形状态就能实现这个。载荷将不会像非线性弹簧系统那样受到限制。限制摩擦系数将限制垂直于和相切于可滑动界面的载荷比，这与限制载荷不是一回事。理想地，这样的摩擦系统将“自我调节”以适应运动员的重量。它将是薄的，因此对于运动像体操和足球很有用。

参照图5，弹性场42由形成变形构件444的回弹材料和/或可变形材料诸如可压缩泡沫限定。材料在弹性场中的压缩或变形产生恒定的阻力或类似弹簧的力，其由随每一增量移位变形的弹性场的特性和大小限定。力缓和结构150还包括由倾斜表面452限定的渐缩区域442。弹性场42包括变形构件444在渐缩区域442中的一部分，在该渐缩区域中，变形构件444经受压缩。因此，渐缩区域442具有由倾斜表面452计量的较大的截面面积和减小的截面面积。位于渐缩区域442中的变形构件44适于被设置为响应于所接收的力446从较大截面面积到减小的截面面积。通过保持弹性场大小恒定，(针对施加的力446的)反力也恒定。因此，当限定变形构件444的未压缩泡沫被拉动通过刚性通道抵靠倾斜表面452时，响应于移位而产生恒定的或期望的非线性反力，从而吸收了否则可能促成损伤性载荷的能量。

图6A至图6D示出了在图4的分体式鞋底界面中的力缓和结构中如图5中的倾斜表面。图6A至图6D展示了图4的结构中恒定力弹性场力弹簧存储的倾斜平面方法。上鞋底80-1和下鞋底80-2限定对置的平行平面，并且弹性界面由附接到对置的平行平面中的一个平面的致动器和附接到对置的平行平面中的另一平面的可变形构件限定，使得致动器响应于传递所接收到的力以用于使可变形构件变形。

参照图4至图6D，限定致动器的固态构件450居于由倾斜表面452环绕的周向凹部460中。固态构件450粘附到上鞋底80-1，并且凹部460在下鞋底80-2中。渐缩区域442由具有至少一个倾斜表面452的与固态构件450可滑动地连通的腔限定，从而响应于所接收到的力方向46以用于压缩。上鞋底80-1和下鞋底80-2之间的可滑动界面也可以用于使用摩擦分量来补充弹性场界面。

图6A至图6D的方法描述了由顺应区域环绕的、限定弹性场在何处发生压缩的相对地不可变形的突出部。以下的替代性凹坑方法描述了在被安装在发生压缩的可变形垫部中的同时在凹部中移动的刚性突出部。

凹坑凸轮和隆起的型式可以与先前已针对鞋公开的以及将来可能公开的其他弹簧系统结合使用。凹坑凸轮和隆起系统可以具有较高的初始刚度，然后可以在隆起从凹坑凸轮中心的初始移位之后脱离，从而提供受控的载荷传输能力。

两种弹簧的组合，一种弹簧相对于张力和移位近似于线性，并且第二种弹簧初始是硬的，也许是可调的，在初始移位较小的情况下载荷增加较大，然后可调成较软，甚至是负的，也就是说，包括将随移位增大而减小的载荷组合的可能性。两个弹簧的组合将造成对弹簧系统的响应，其最初是硬的然后实际上是恒定的。该系统响应最初可能是硬的以传输期望的控制载荷，然后在刚好高于普通控制载荷的情况下近似恒定，以吸收能量并减少可能由于过载荷而造成其他创伤性损伤的载荷。还可以对其进行调整，以吸收可能造成重复性损伤和疲劳的小震动。

异形的凹坑凸轮和隆起、非线性的标称水平弹簧，由两个接连的接合部件构成。元件在一侧上具有标称平面的或规则地弯曲的表面，该表面具有特殊形状的凹坑或用作一种凸轮表面的凹陷。凹坑凸轮与在相对面——近似平面或规则地弯曲——上包括隆起或突出部的元件接连。两个元件上的相对表面应当是较低摩擦力的，比如

并且相对地硬。隆起在凹坑的方向上是有弹力的，在垂直于两个可滑动表面的方向上，一个可滑动表面具有凹坑凸轮并且一个可滑动表面具有隆起。隆起可以抵靠凹坑具有预载荷。弹簧可以与包含隆起的元件一体化。例如，通过在隆起的任一侧上包括穿过元件的两个大致平行的槽或硬表面层，可以是板弹簧。它可能具有将其连接到部件其余部分的多个桥状件、系绳或纽带，每个桥或纽带像蹦床上的弹簧一样起作用。隆起还可以由弹簧比如波形弹簧或有弹力的材料比如泡沫从后面支撑，其可以单独地起作用或者与板弹簧或桥状件-纽带弹簧组合使用。这些弹簧将标称竖向地响应，而隆起抵靠凹坑标称水平地移位。

凹坑和隆起上的标称水平的载荷-移位关系可以主要通过凹坑的形状以及通过隆起形状来进行调整或控制。一个实施方式可以在凹坑中具有相对紧密配合的袋，该袋将与隆起的曲率或形状匹配，至少与隆起的一部分的曲率或形状匹配。移位的侧向载荷将相对高，从而提供了弹簧的初始高刚度部分。这可以通过界面上的隆起和凹坑凸轮的紧密配合区域的范围来调整。随后的载荷-移位关系可以通过超出初始袋的凹坑凸轮的曲率或形状来调整。形状可以在不同的方向上变化，从而根据方向为载荷-移位关系提供不同的调整可能性。对于标称水平移位，较小的斜率将对应于较低的刚度。在凹坑中的隆起的移位方向上以及在支撑隆起的标称竖向弹簧的刚度上的斜率陡度将控制系统的刚度。曲率大约是斜率的变化。凹坑在移位方向上的曲率、直到隆起的接触部分的近似曲率、以及支撑隆起的弹簧系统中的竖向刚度改变，将控制移位期间刚度上的改变。

图7A和图7B示出了图4的分体式鞋底界面中的力缓和结构的凹坑方法。参照图7A和图7B，用于分体式鞋底实施方案的弹性场通过使上部鞋底80-1和下部鞋底80-2对准来吸收力。弹性场还包括：刚性对中元件350，其被安装在可变形垫部450上；以及倾斜表面352，其被设置成抵靠对中元件350，并被定向成响应于上鞋底80-1和下鞋底80-2之间的侧向移位以压缩弹性场(可变形垫部450)。在所示的示例中，可变形构件包括在对中元件350之上的可变形垫部450，并且倾斜表面352由中心处的凹部360限定。凹部360是圆形凹坑式区域，其具有绕对中元件350的倾斜，该对中元件响应于在由上和下鞋底80-1、80-2所限定的平面的方向上接收到的力，来接合倾斜表面352。

因此，对中元件350居于上鞋底80-1表面和下鞋底80-2表面之间的以“凹坑式”布置的凹部360中。倾斜表面352用于将对中元件350保持在凹部360中，直到由侧向力或向前/向后力设置为止，并且由回弹系绳354或带辅助以使居中布置偏置。图7B示出了移位的对中元件350，其可滑动地设置于倾斜表面352之上，同时被拉伸系绳354'强加张力以返回到居中位置。凹部大小和倾斜平面的变化可以在上鞋底80-1和下鞋底80-2之间给予对中偏置，以保持牢固控制来减缓力。

因此，弹性场界面由可变形垫部450和凹坑式对中元件350的力缓和结构150限定，因为该凹坑式对中元件偏离中心并随着被设置在上鞋底80-1和下鞋底80-2之间的对中元件350压缩。可变形垫部450是力缓和结构150的可变形构件50。

凹坑可以占据圆形区域，以便应对360度的力。在上鞋底和下鞋底80-1、80-2之间的区域中，弹性场界面62可以包括多个力缓和结构150，使得每个力缓和结构具有有效的缓和角度，并且多个力缓和组件共同地覆盖从上鞋底和下鞋底周围360度发出的接收到的力。换言之，一些力缓和结构可以抵抗限定鞋底80的平面的360度中任何地方的力。其他的可以应对子集范围内的力，并且可以集结以容纳所有方向。

在图6A至图6D以及图7A至图7B的方法中，弹性场表示通过对准上鞋底80-1和下鞋底80-2来限定的平衡位置。

当层80-1和80-2相对于彼此移位时，弹性场是垂直于界面加载荷的弹簧。在致动器/突出部的对准或“对中”期间，弹性场不会变形超过预期的预载荷——如果有使用的话，并且不会由于跨层之间的可滑动界面的标称水平相对移位而存储能量。一旦基于接收到的力而起作用，限定弹性场的可变形构件通过变形响应于所接收的力。弹性场适于响应于变形而转换并存储被转换成弹性的动能。当载荷事件结束时，该弹性能量将被用于返回到平衡位置。

图8示出了钳状件系统的替代性布置，其包括针对多个移动分量的力缓和结构。图8描绘了呈“钳状件”形状的可变形构件。钳状件可以被限定为钝的凹状钳口或延伸部，其被布置成像长度大致相等的拇指和食指，以用于抓握和拉动。

在图8的构造中，可变形构件被限定成对回绕或夹捏相对刚性的中心柱40的侧翼环形构件55进行限定。多个弹性侧翼臂55围绕刚性柱40延伸。弹性臂可以在90度和270度处通过销或其他刚性阻挡件约束在刚性柱周围。在0度处，销被附接至具有铰接件的滑动中心柱53(滑动件)，该铰接件允许它们在几乎没有或完全没有载荷的情况下朝向刚性支柱移动，钳状件的向外移动需要钳状件的环形构件55的弹性变形。响应于接收到的力，侧翼臂可滑动地接合致动器的环形表面，以用于响应于该接收到的力进行变形。在图8所示的构造中，采用了对置的成对钳状件系统和对应的中心柱53，使得侧翼臂分别朝向对置的致动器延伸，以用于吸收360度的共面移动，这将在以下进一步讨论。

力缓和结构150包括呈钳状形状的可变形构件50，该可变形构件具有滑动中心柱53和由对置的环形构件55-1..55-2限定的侧翼构件，该环形构件沿由上鞋底80-1和下鞋底80-2限定的公共平面由此延伸。此外，底鞋底80-2包括一个或更多个卸压槽84，其纵向尺寸基本上平行于环形构件55。刚性构件40-1..40-2限定致动器并垂直于公共平面延伸，并且被设置在环形构件55-1..55-2(总体为55)之间，就好像被钳状件“夹捏”。

继续参照图8，滑动中心柱53耦接到穿着者界面或鞋底表面中的一者，并且刚性构件40-1耦接到穿着者界面或鞋底表面中的另一者。换言之，中心柱53和刚性构件40在接收到的力的作用下，附接至对置的上鞋底和下鞋底80-1..80-2。基部57接合卸压槽84中的中心柱53。当移动由卸压槽84容纳时，槽84与中心柱40一起移动，除了当中心柱53由于与刚性构件40的干涉而被阻挡时的由刚性构件40沿穿过刚性构件40中心的方向限定的方向以外。为了容纳，在图9的构造中，另一力缓和结构150-2由对置的柱形刚性构件40-2限定。对置的柱形刚性构件40-2由具有中心柱53和间隙85的沿相反定向的钳状件接合，因此，在移动“阻挡”中心柱的情况下，对置的刚性构件40和钳状件通过从卸压槽84提供的移动来抵抗力。

环形构件55适于响应于接收到的力围绕刚性构件40可滑动地变形。如所示出的，刚性构件40是柱形的，并且环形构件55是基本上半圆形的，以同时地接合刚性构件40的环周(Circumference：圆周，环面，周向面)。环形构件55限定围绕环周的弧形，并且终止于与中心柱53对置的间隙或槽85处，环形构件55从该中心柱延伸。

图8的力缓和结构150-1..150-2吸收来自范围较广的方向的力。一般地，左和右侧向的力、以及向前或向后的力将使可变形构件150回弹变形。使中心柱53抵靠刚性构件40设置的力可以通过对置的可变形构件150-2来缓和。该构造包括对置的柱形刚性构件40-2，使得对置的柱形刚性构件40-2由具有中心柱和间隙或槽84的沿相反定向的钳状件接合。因此可以实现360度的力缓和。

在图8和图9A至图9F的示例中，力缓和结构150还包括：钳状件，该钳状件具有中心柱53和沿公共平面由此延伸的对置环形构件55；以及刚性构件40，该刚性构件垂直于公共平面延伸并被设置在环形构件之间。环形构件位于刚性构件40(致动器)的侧翼并围绕刚性构件以圆形的或基本上圆形的方式延伸，该刚性构件对接收到的力作出反应。中心柱53耦接到穿着者界面或鞋底表面中的一者，并且刚性构件40耦接到穿着者界面或鞋底表面中的另一者。因此，在中心支柱53和刚性构件40被拉开时，对置的环形构件55适于响应于接收到的力而围绕刚性构件40可滑动地变形，并且环形构件55需要变形以允许中心支柱53相对于刚性构件40行进。

在示例布置中，刚性构件40是柱形的，并且环形构件55是基本上半圆形的，以同时地接合刚性构件40的环周。因此，环形构件55限定围绕环周的弧形，并且终止于与中心柱53对置的间隙85处，环形构件55从该中心柱延伸。

图9A至图9E示出了在图4的分体式鞋底界面中的图8的力缓和结构的反应。参照图8和图9A至图9E，对置的成对钳状件通过环形构件55的变形组合应对趋于使上鞋底和下鞋底80-1、80-2移位的360度的力。图9A示出了静止或平衡位置。力缓和结构150-1..150-2限定了对置的成对力缓和结构，各自具有在与对置力缓和结构150的环形构件55基本上相对的方向上延伸的环形构件55。换言之，钳状件结构的“开口”面向对置的钳状件的另一开口，因为各自环绕相应的刚性构件40。

参照图9B和图9C，响应于力946的向前或向后分量，对置的成对力缓和结构中的一者的环形构件55沿刚性构件40可滑动地向外变形。已变形的环形构件55'扩展以容纳来自刚性构件的行进，而对置钳状件的中心柱53'由于其不能前进从而完全地与刚性构件40接合，因此设置在槽84中。

图9D和图9E示出了响应于接收到的力在侧向方向946上的分量而来自侧向(左或右)力的偏斜，在对置对的对应侧上的环形构件55'抵靠刚性构件40向外变形。

图9F示出，响应于接收到的在旋转方向或对角线方向上的力，对置对中的一者的环形构件55'抵靠刚性构件40向外变形，而在另一环形构件的相对侧上的环形构件55”可以取决于力946的方向和轴线，抵靠刚性构件向外变形(虚线)或维持不变形。

尽管参照本文的实施方式已经特别地示出并描述了本文中限定的系统和方法，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求涵盖的本发明范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (19)

1.一种冲击吸收鞋用装置，包括：

上鞋底，与穿着者连通；

下鞋底，适于响应于鞋抵靠地表面的移动来接收来自地表面的力；以及

在所述上鞋底和所述下鞋底之间的弹性场界面，所述上鞋底和下鞋底处于共面布置并且适于平行移位，所述弹性场界面被设置为用于在所述上鞋底和下鞋底之间传递接收到的力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弹性场界面能够响应于从地表面接收到的力而变形，所接收到的力倾向于通过使所述弹性场界面变形，来将所述上鞋底和下鞋底设置成不对准。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括通过所述上鞋底和下鞋底的对准来限定的平衡位置，所述弹性场具有通过变形来响应于接收到的力的可变形构件，所述弹性场适于响应于变形而存储动能，以用于返回到所述平衡位置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上鞋底和下鞋底限定对置的平行平面，所述弹性界面由附接到所述对置的平行平面或弯曲表面中的一者的致动器和附接到所述对置的平行平面中的另一者的可变形构件限定，所述致动器响应于传递所接收到的力以用于使所述可变形构件变形。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弹性场还包括可变形垫部和倾斜表面，所述可变形垫部具有突出部-，所述倾斜表面被设置成抵靠突出部并被定向成响应于所述上鞋底和下鞋底之间的侧向移位而压缩所述弹性场。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述可变形构件与凹部对置，以及所述突出部朝向所述凹部延伸。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述凹部是绕所述可变形构件的具有斜面的圆形凹坑式区域，所述可变形构件响应于在由所述上鞋底和下鞋底限定的平面的方向上接收到的力，来接合所述倾斜表面。

8.根据权利要求4所述的装置，还包括在上鞋底和下鞋底之间的可滑动界面，所述可滑动界面利用摩擦部件补充所述弹性场界面。

9.根据权利要求4所述的装置，其中，所述可变形构件包括与围绕刚性构件延伸的多个侧翼臂连接的中心柱，所述中心柱对接收到的力为响应性的，并且所述侧翼臂可滑动地接合所述致动器的环形表面以用于响应于所接收到的力进行变形。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括对置的成对致动器和对应的中心柱，所述侧翼臂朝向所述对置的致动器延伸以用于吸收360度的共面移动。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弹性场界面由设置在所述上鞋底和下鞋底之间的力缓和结构限定，所述力缓和结构包括限定所述弹性场的可变形构件和适于使所述可变形构件响应于接收到的力进行变形的固态致动器。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述弹性场界面包括多个力缓和结构，每个力缓和结构具有有效的缓和角度，并且多个施力缓和组件共同地覆盖从所述上鞋底和下鞋底周围360度发出的接收到的力。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述力缓和结构还包括：

钳状件，具有中心柱和沿公共平面由此延伸的对置的环形构件；以及

刚性构件，垂直于所述公共平面延伸并被设置在所述环形构件之间；

所述中心柱被耦接到穿着者界面或鞋底表面中的一者，并且所述刚性构件被耦接到所述穿着者界面或所述鞋底表面中的另一者；

所述对置的环形构件适于响应于接收到的力围绕所述刚性构件可滑动地变形。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述刚性构件是柱形的，以及所述环形构件是基本上半圆形的，以用于同时地接合所述刚性构件的环周，所述环形构件限定围绕所述环周的弧形，并且终止于与所述中心柱对置的间隙处，所述环形构件从所述中心柱延伸。

15.根据权利要求13所述的装置，还包括对置的成对的力缓和结构，各自具有在与所述对置的力缓和结构的环形构件基本上相对的方向上延伸的环形构件。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，响应于力的向前或向后分量，所述对置的成对的力缓和结构中的一者的环形构件沿所述刚性构件可滑动地向外变形。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，响应于接收到的力在侧向方向上的分量，在对置对的对应侧上的环形构件抵靠所述刚性构件向外变形。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，响应于接收到的在旋转方向上的力，所述对置对中的一者的环形构件抵靠所述刚性构件向外变形，而在另一环形构件的相对侧上的环形构件抵靠所述刚性构件向外变形。

19.一种用于缓和鞋底与地表面之间的有害力的方法，包括：

在适于响应于鞋抵靠所述地表面的移动接收来自所述地表面的力的下鞋底处接收设置力；

响应于所述设置力，使在与穿着者连通的上鞋底和所述下鞋底之间的弹性场界面变形，所述上鞋底和下鞋底处于共面布置并且适于平行移位，所述弹性场界面被设置为用于在所述上鞋底和下鞋底之间传递接收到的力。

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