CN113519975A - 一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，包括步骤：S1、根据人体足部生物力学特征将鞋大底前掌划分为四个区域：内侧跖趾区域、中间跖趾区域、外侧跖趾区域和外前侧跖趾区域；S2、在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别设置相互独立且不同形状的防滑纹路。本发明还提供了一种耐力跑的鞋大底前掌结构，采用上述一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤制作而成。本发明通过对鞋大底前掌进行功能分区，并在不同的分区设置不同形状的防滑纹路以在耐力跑时能发挥不同的运动功能，在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。

Description

一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构

技术领域

本发明涉及运动鞋领域，特别涉及一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构。

背景技术

距今366万年前和150万年前的古人类足印迹以及早期人属足骨化石遗留的特征表明，古人类已经进化出了本质上属于现代人类的足部功能和双足运动方式。根据耐力跑假说，人类已经奔跑了200万年，这让“天生就会跑”的观念深入人心。然而，无论是大众跑者还是核心跑者的运动损伤率一直居高不下。这或许与跑步时采用的落地模式有关，在里程碑式的“耐力跑假说”中，提出采用全足或前足落地模式能够减少下肢运动损伤，而穿着包裹性好、足跟回弹性强的鞋会促使穿鞋者采用后足落地模式，因为鞋底跟部的缓冲功能会在足跟落地时带来舒适感。但足跟落地方式可能导致足横弓的工效不能充分发挥，只能通过“屈膝”的方式进行缓冲，这会导致大、小腿之间做明显的折叠运动，这种折叠运动将使半月板受到周期性的搓揉，由此造成膝关节半月板的损伤。现有的鞋设计往往将艺术感与舒适感放在了第一位，而忽略了将运动中人体动作与姿态相结合，没有将鞋作为足功能的延伸。

根据人体足部生物力学特征，传统的足前掌可划分为三个区域：由第一、第二跖趾关节及其相连跖骨和趾间关节组成的内侧跖趾区域，由第二、第三、第四跖趾关节与相连趾骨组成的中间跖趾区域，由第四、五跖趾关节与相连趾骨组成的外侧跖趾区域。跖趾关节能够产生向前的推力，对人体运动功能、力学特征以及下肢其它关节代偿都会产生重要影响，例如，第一跖趾关节在跑步中可以帮助承受超过50％作用于前足的力。跖趾关节的稳定性一旦降低都会减少跖趾关节活动度和增加关节周围应力，进而改变局部足底压力，影响足部的生物力学特征。所有这些改变都可能致使关节和肌肉超负荷，往往伴有与跑步相关的常见损伤，如髌股关节痛综合征、胫骨应力性骨折、跖筋膜炎与跟腱炎等。因此，有必要对足前掌进行运动功能分区，使耐力跑鞋大底前掌结构合理化。

而随着耐力跑人群的不断增加，以及对运动装备保护性能需求的日益增加，对耐力跑的鞋大底前掌的结构设计亟待革新，对耐力跑鞋大底前掌进行运动功能分区并设计与之相匹配的结构已经成为新的发展趋势。而正确分解耐力跑过程中，足前掌所受到的地面反作用力，设计达到防滑、减震以及助推的工效的纹路也是必须解决的问题。目前市场上的跑鞋通常没有对前掌进行功能区域划分，或者即使划分了也存在一定误区，没有在前掌区域设计与运动功能相匹配的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构，对鞋大底前掌进行运动功能分区及设置防滑纹路，有效提升耐力跑的人体运动工效。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，包括步骤：

S1、根据人体足部生物力学特征将鞋大底前掌划分为四个区域：

由第一跖趾关节、第二跖趾关节及其相连的趾间关节和趾骨组成的内侧跖趾区域，由第二跖趾关节、第三跖趾关节、第四跖趾关节及其相连的趾骨组成的中间跖趾区域，由第五跖趾关节组成的外侧跖趾区域以及由第四趾间关节、第五趾间关节及其相连的趾骨组成的外前侧跖趾区域；

S2、在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别设置相互独立且不同形状的防滑纹路。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

一种耐力跑的鞋大底前掌结构，采用上述方案的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤制作而成。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构，通过对耐力跑的鞋大底前掌按照人体足部生物力学特征进行功能分区，并在不同的分区设置不同形状的防滑纹路以在耐力跑时能发挥不同的运动功能，在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。

附图说明

图1为一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的流程图；

图2为外侧弓落地模式下触地阶段鞋大底前掌的等效应力分布示意图；

图3为外侧弓落地模式下支撑节段鞋大底前掌的等效应力分布示意图；

图4为外侧弓落地模式下蹬伸阶段鞋大底前掌的等效应力分布示意图；

图5为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的结构示意图；

图6为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的右侧视图；

图7为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的左侧视图；

图8为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的前视图；

图9为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的后视图；

图10为一种耐力跑的鞋大底前掌结构的俯视图。

标号说明：

10、鞋大底前掌；11、第一部件；12、第二部件；13、第三部件；14、第四部件；15、点阵状镂空。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图10，一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，包括步骤：

S1、根据人体足部生物力学特征将鞋大底前掌划分为四个区域：

由第一跖趾关节、第二跖趾关节及其相连的趾间关节和趾骨组成的内侧跖趾区域，由第二跖趾关节、第三跖趾关节、第四跖趾关节及其相连的趾骨组成的中间跖趾区域，由第五跖趾关节组成的外侧跖趾区域以及由第四趾间关节、第五趾间关节及其相连的趾骨组成的外前侧跖趾区域；

S2、在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别设置相互独立且不同形状的防滑纹路。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过对耐力跑的鞋大底前掌按照人体足部生物力学特征进行功能分区，并在不同的分区设置不同形状的防滑纹路以在耐力跑时能发挥不同的运动功能，在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。

进一步地，所述步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：

S11、选择三个相等的球体，并将所述球体两两互相重合20％的直径组成基体，所述球体的直径为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm或3.5mm；

S12、将单个所述基体复制十一次，并依次转动30°之后移动至与上一个所述基体相交20％直径的位置，构成三股螺旋纹路；

S13、采用所述基体或所述三股螺旋纹路构成不同形状的所述防滑纹路。

由上述描述可知，采用三球体组成基体的结构，使得基体满足平行排列就可以在三个方向上产生工效，达到减震和防滑的效果；同时将多个基体以旋转并平移的方式构成三股螺旋结构，采用该结构构成的防滑纹路不仅能够在前后左右方向上都发挥摩擦工效，提供缓冲、支撑、推动和分散冲击力的效果，还可根据垂直方向上的力对该三股螺旋结构的轴向上的高低进行适应性的变化，同时还能节省材料。

进一步地，所述步骤S2具体为：

在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别制作相互独立且由不同形状的所述防滑纹路构成的第一部件、第二部件和第三部件，在所述外前侧跖趾区域制作第四部件，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件中至少一个所述防滑纹路包括所述三股螺旋纹路。

由上述描述可知，根据足底压力测量结果得到鞋大底前掌的主要受力区域：即外侧跖趾区域、中间跖趾区域和内侧跖趾区域，并分别在这三个区域制作由不同形状的防滑纹路构成的第一部件、第二部件和第三部件，而在几乎不承力的外前侧跖趾区域制作由非防滑纹路构成的第四部件，保证了人体运动工效有效发挥的同时，节省了材料。

进一步地，所述步骤S2中制作所述第一部件具体为：

沿着所述外侧跖趾区域的弧形边缘由外而内相互平行且按照3mm间隔依次设置第一弧形、第二弧形和第三弧形，以形成第一部件，所述第一弧形、所述第二弧形和所述第三弧形分别为采用八个所述球体直径为2.5mm、2mm和1.5mm的所述基体构成。

由上述描述可知，外侧跖趾区域采用三组不同球体直径的基体平行排列形成的梯度结构，能在耐力跑过程中，迫使跑者的足弓从外侧向内侧转动，发挥横弓的刚度，提升足部转动的工效。

进一步地，所述步骤S2中制作所述第二部件具体为：

将十二条所述三股螺旋纹路围绕所述中间跖趾区域的中心呈辐射状圆盘结构分布在所述中间跖趾区域上，以形成第二部件。

由上述描述可知，根据足底压力测量结果得到在耐力跑过程中，中心跖趾区域的受力较大，故而采用三股螺旋纹路构成辐射状圆盘结构的第二部件，可以在节约材料的同时，有效实现人体足部前掌的支撑与转动，保证工效的发挥。

进一步地，所述步骤S2中制作所述第三部件具体为：

在所述内侧跖趾区域上沿所述内侧跖趾区域的内侧边弧度向鞋大底前掌最前端以垂直于人脚脚趾的方向平行分布第一组多条所述三股螺旋纹路，在第一组多条所述三股螺旋纹路远离所述内侧跖趾区域内侧边的一侧且与第一组多条所述三股螺旋纹路靠近所述鞋大底前掌最前端的前半部分整体平行分布第二组多条所述三股螺旋纹路，以形成第三部件；

第二组多条所述三股螺旋纹路与第一组多条所述三股螺旋纹路的所述前半部分的结构一致，组成多条所述三股螺旋纹路中的各所述球体直径由脚心向脚趾的方向逐渐递减，且多条所述三股螺旋纹路的两两之间的间隔也逐渐递减，所述间隔为[1mm,10mm]。

由上述描述可知，外侧跖趾区域采用球体直径由脚心到脚趾逐渐减小的横向平行分布的多条三股螺旋纹路，靠近脚心较粗的三股螺旋纹路，可以有效提升足部的力感；在耐力跑的蹬伸过程中，鞋底的摩擦力方向向前，采用三股螺旋纹路以垂直于摩擦力的方向横向平行设置，可以最大限度的发挥功效，且由于三股螺旋的结构设计，在左右方向上也没有损失功效；在脚底离地过程中，鞋底收到的摩擦力逐渐减小，故而在靠近脚趾的方向纹路的直径逐渐减小，可集中增加摩擦力，通过储存摩擦力的弹性势能并在脚完全离地时释放，达到更好的缓冲效果。

进步一地，所述步骤S2中制作所述第四部件具体为：

在所述外前侧跖趾区域上设计logo形状的镂空，以形成第四部件。

由上述描述可知，根据足底压力测量结果得到外前侧跖趾区域部分几乎不承力，在此区域设计logo，既能满足设计者或制作厂商的要求，也能有效节省材料，减轻鞋底的重量。

进步一地，所述步骤S2之后还包括步骤：

S3、在所述鞋大底前掌上除所述第一部件、所述第二部件、所述第三部件和所述第四部件之外的区域设置间隔为[1mm,10mm]的点阵状镂空。

由上述描述可知，在其它不承力的区域设计点阵状镂空结构，可以进一步节省材料，同时提升鞋底的透气性。

进步一地，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件中至少采用两种材质制成。

由上述描述可知，第一部件、第二部件和第三部件采用至少两种材质制成，可以保证至少满足防滑和减震两种基本功能。

一种耐力跑的鞋大底前掌结构，采用上述一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤制作而成。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：基于同一技术构思，配合上述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤，提供一种耐力跑的鞋大底前掌结构，通过对耐力跑的鞋大底前掌按照人体足部生物力学特征进行功能分区，并在不同的分区设置不同形状的防滑纹路以在耐力跑时能发挥不同的运动功能，在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。

请参照图1至图4，本发明的实施例一为：

一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，包括步骤：

S1、根据人体足部生物力学特征将鞋大底前掌划分为四个区域：

由第一跖趾关节、第二跖趾关节及其相连的趾间关节和趾骨组成的内侧跖趾区域，由第二跖趾关节、第三跖趾关节、第四跖趾关节及其相连的趾骨组成的中间跖趾区域，由第五跖趾关节组成的外侧跖趾区域以及由第四趾间关节、第五趾间关节及其相连的趾骨组成的外前侧跖趾区域；

S2、在外侧跖趾区域、中间跖趾区域和内侧跖趾区域分别设置相互独立且不同形状的防滑纹路。

传统耐力跑中，跑的关键技术之一是落地模式，根据脚接触地面的初始位置可以将落地模式分为三类：前足落地模式、后足落地模式和外侧弓落地模式。本实施例经过比对穿着现代跑鞋的跑者和习惯赤脚的跑者跑步时的落地模式以及下肢生物力学差异，发现赤脚跑步时，人们更倾向于采用前足落地，而穿现代跑鞋的跑者则更加倾向于由前足落地转为后足落地，由此可知，穿跑鞋可以影响跑者的足部落地模式。但基于足部的落地模式是四元数的不符合交换律的转动这样一个事实，转动顺序对足的工效影响较大，横弓的刚度在足弓的转动过程中发挥重要的作用。本实施例通过采集受试者赤脚与穿鞋状态下跑步的足底压力数据，并根据转动顺序建立步态动力学方程，建立诊断和分析穿鞋步态评价的方法；同时基于从未穿鞋跑步的足弓建立有限元模型，探究不同足的落地模式下的应力分布结果，通过招募承试人，训练其落地模式并验证有限元模型结果，得出外侧弓的落地模式具有最佳的工效。即在本实施例中，以最佳工效的外侧弓落地模式为依据，将鞋大底前掌分为四个区域：内侧跖趾区域、中间跖趾区域、外侧跖趾区域和外前侧跖趾区域，并在不同的分区设置不同形状的防滑纹路以在耐力跑时能发挥不同的运动功能，在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。

在其他等同实施例中，每个区域的防滑纹路可具体根据每个人的运动实际需求设计，同时，作为一种优选实施方式，鞋大底前掌的功能分区也可以依据每个人耐力跑过程中的足底压力测量结果进行个性化设计。

其中，在本实施例中，步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：

S11、选择三个相等的球体，并将球体两两互相重合20％的直径组成基体，球体的直径为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm或3.5mm。

即在本实施例中，采用三球体组成基体的结构，使得基体足平行排列就可以在三个方向上产生工效，达到减震和防滑的效果。

S12、将单个基体复制十一次，并依次转动30°之后移动至与上一个基体相交20％直径的位置，构成三股螺旋纹路。

S13、采用基体或三股螺旋纹路构成不同形状的防滑纹路。

根据冯元桢的组织应力-生长关系，跟腱具有预防断裂的适应性能力，研究表明，跟腱能承载人体5倍体重的载荷。本实施例通过在扫描电子和原子力显微镜上观察到跟腱主要由纤维束组成，在透射电子显微镜上观察到纤维是由原纤维组成，并通过同步辐射观察原纤维是三股螺旋的胶原分子通过侧连有序排列成相互交联构成的纤维，即跟腱由胶原原纤维组成。而胶原原纤维是组成胶原纤维的亚单位丝，由三股螺旋的胶原分子通过侧连，排列成纤维结构，胶原纤维就是胶原原纤维进一步聚集形成的更大的纤维，呈集束电缆状，更重要的是胶原分子并排滑动使得其本身可以被略微拉伸，从而导致螺旋螺距的改变。这些变形机制，为胶原蛋白提供了非凡的强度和拉伸刚度和横向的变形能力，使得这样的结构可实现存储和释放弹性能量的功能。

因此，本实施例根据以上结论，采用多个基体经过旋转和移动构成三股螺旋结构，并以此制作防滑纹路，可以在耐力跑过程中，使得该三股螺旋结构的防滑纹路在前后左右方向上都发挥摩擦工效，同时结构在轴向上高低不平，在节省材料的同时，可以根据垂直方向上的力产生适应性变化，而在实际应用过程中，能够充分发挥跟腱作为储能腱的作用。

同时，为了验证本实施例的实际功效，本实施例还建立了鞋底的有限元模型，根据足底压力测量数据建立边界条件设定，探究不同足的落地模式下的应力分布结果。由于有限元不仅计算精度高，而且能应对足弓这一复杂结构在跑步时不同落地方式的工效问题，通过对进行鞋大底前掌在外侧弓落地模式下触地阶段、支撑阶段以及蹬伸阶段的有限元分析，得到如图2至图4所示的外侧弓落地模式下触地阶段、支撑阶段以及蹬伸阶段的鞋大底前掌的等效应力分布示意图，其中浅色部分为应力较大的区域，即验证了本实施例中的中对鞋大底前掌的分区能完美适配了外侧弓落地模式中的鞋前掌的实际应力分布以及应力变化。同时，由图2至图4中可以看出，大部分防滑纹路的颜色较深，故而得到防滑纹路也为应力较大的区域，即防滑纹路在三个阶段下均存在鞋前掌的应力峰值，表明防滑纹路充分发挥了工效。

请参照图5至图10，本发明的实施例二为：

在上述实施例一的基础上，如图2所示，本实施例的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤S2具体为：

在外侧跖趾区域、中间跖趾区域和内侧跖趾区域分别制作相互独立且由不同形状的防滑纹路构成的第一部件11、第二部件12和第三部件13，在外前侧跖趾区域制作第四部件14，第一部件11、第二部件12和第三部件13中至少一个防滑纹路包括三股螺旋纹路。

其中，如图5、图7、图8和图9所示，制作第一部件11具体为：

沿着外侧跖趾区域的弧形边缘由外而内相互平行且按照3mm间隔依次设置第一弧形、第二弧形和第三弧形，以形成第一部件11，第一弧形、第二弧形和第三弧形分别为采用八个球体直径为2.5mm、2mm和1.5mm的基体构成。

即在本实施例中，外侧跖趾区域采用三组不同球体直径的基体形成的梯度结构，能在耐力跑过程中，迫使跑者的足弓从外侧向内侧转动，发挥横弓的刚度，提升足部转动的工效。在其他等同实施例中，构成三组梯度结构的球体直径可根据跑者实际需求而选择，只要满足由外至内直径是缩小的即可。

其中，如图5、图8和图9所示，制作第二部件12具体为：

将十二条三股螺旋纹路围绕中间跖趾区域的中心呈辐射状圆盘结构分布在中间跖趾区域上，以形成第二部件12。

即在本实施例中，根据足底压力测量结果可知，在耐力跑过程中，中心跖趾区域的受力较大，采用三股螺旋纹路构成辐射状圆盘结构的第二部件12，可以在节约材料的同时，有效实现人体足部前掌的支撑与转动，保证工效的发挥。

其中，如图5、图6、图8和图9所示，制作第三部件13具体为：

在内侧跖趾区域上沿内侧跖趾区域的内侧边弧度向鞋大底前掌10最前端以垂直于人脚脚趾的方向平行分布第一组多条三股螺旋纹路，在第一组多条三股螺旋纹路远离内侧跖趾区域内侧边的一侧且与第一组多条三股螺旋纹路靠近鞋大底前掌10最前端的前半部分整体平行分布第二组多条三股螺旋纹路，以形成第三部件13；

第二组多条三股螺旋纹路与第一组多条三股螺旋纹路的前半部分的结构一致，组成多条三股螺旋纹路中的各球体直径由脚心向脚趾的方向逐渐递减，且多条三股螺旋纹路的两两之间的间隔也逐渐递减，间隔为[1mm,10mm]。

即在本实施例中，外侧跖趾区域采用球体直径由脚心到脚趾逐渐减小的横向平行分布的多条三股螺旋纹路，靠近脚心较粗的三股螺旋纹路，可以有效提升足部的力感；耐力跑的蹬伸过程中，鞋底的摩擦力方向向前，三股螺旋纹路以垂直于摩擦力的方向横向平行设置，可以最大限度的发挥功效，且由于三股螺旋的结构设计，在左右方向上也没有损失功效；在脚底离地过程中，鞋底收到的摩擦力逐渐减小，故而在靠近脚趾的方向纹路的直径逐渐减小，可集中增加摩擦力，通过储存摩擦力的弹性势能并在脚完全离地时释放，达到更好的缓冲效果。

其中，第一部件11、第二部件12和第三部件13中至少采用两种材质制成。

即在本实施例中，第一部件11、第二部件12和第三部件13采用至少两种材质制成，可以保证至少满足防滑和减震两种基本功能。如以防滑为主时可以选择橡胶材料制作第一部件11、第二部件12和第三部件13中的两个部件，而剩余一个部件可以采用减震用的橡塑合用材料，在防滑为主时也能保证减震；如以减震为主时可以选择橡塑合用材料制作第一部件11、第二部件12和第三部件13中的两个部件，而剩余一个部件可以采用橡胶材料，在减震为主时也保证防滑。

其中，如图5所示，制作第四部件14具体为：

在外前侧跖趾区域上设计logo形状的镂空，以形成第四部件14。

即在本实施例中，由足底压力测量结果得到外前侧跖趾区域部分几乎不承力，在此区域设计logo，既能设计者或制作厂商的要求，也能有效节省材料，减轻鞋底的重量。在其他等同实施例中，logo形状的设计可以自由变换，没有固定形制，也可以填充其他材料。

请参照图5及图8，本发明的实施例三为：

在上述实施例一或实施例二任意实施例的基础上，如图2和图8所示，本实施例的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤S2之后还包括步骤：

S3、在鞋大底前掌10上除第一部件11、第二部件12、第三部件13和第四部件14之外的区域设置间隔为[1mm,10mm]的点阵状镂空15。

即在本实施例中，在其它不承力的区域设计点阵状镂空15结构，可以进一步节省材料，响应“做好碳达峰、碳中和”的重点工作目标，同时提升鞋底的透气性。在其他等同实施例中，点状镂空可以根据实际需求及鞋大底前掌10的底部弧度调整疏密程度，或者替换其他材料，在省材和强度之间形成平衡关系。

本发明的实施例四为：

采用上述实施例一至实施例三中任一实施例的一种耐力跑的鞋大底前掌结构的设计方法，制作得到一种耐力跑的鞋大底前掌结构。

综上所述，本发明提供的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法及前掌结构，通过对耐力跑鞋大底前掌按照人体足部生物力学特征进行运动功能分区得到外侧跖趾区域、中间跖趾区域、内侧跖趾区域和外前侧跖趾区域这四个区域，能在耐力跑过程中，为跑者足部提供自然的缓冲、支撑、推动力和分散冲击力等效果，有效提升耐力跑的人体运动工效。其中，在主要受力区域，即外侧跖趾区域、中间跖趾区域和内侧跖趾区域设置由不同形状的防滑纹路构成的第一部件、第二部件和第三部件，在几乎不承力的外前侧跖趾区域设置由非防滑纹路构成的第四部件，保证了人体运动工效有效发挥的同时，节省了材料；而防滑纹路具体为采用三球体组成的基体构成的不同形状，其中第一部件采用三组不同球体直径的基体形成的梯度结构、第二部件采用多条三股螺旋纹路构成辐射状圆盘结构和第三部件采用球体直径由脚心到脚趾逐渐减小的横向平行分布的多条三股螺旋纹路，能在耐力跑过程中，使在外侧跖趾区域上能有效发挥恒弓的刚度、在中间跖趾区域有效实现人体足部前掌的支撑与转动以及在外侧跖趾区域上达到更好的缓冲效果，以进一步提升人体运动工效的有效发挥，同时第一部件、第二部件和第三部件采用至少两种材质制成，可以保证至少满足防滑和减震两种基本功能；同时第四部分采用logo形状的镂空设计以及在除第一、第二、第三和第四部件的其他区域设置点阵状镂空，既能满足设计者或制作厂商的要求，也能有效节省材料，减轻鞋底的重量，同时提升鞋底的透气性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据人体足部生物力学特征将鞋大底前掌划分为四个区域：

由第一跖趾关节、第二跖趾关节及其相连的趾间关节和趾骨组成的内侧跖趾区域，由第二跖趾关节、第三跖趾关节、第四跖趾关节及其相连的趾骨组成的中间跖趾区域，由第五跖趾关节组成的外侧跖趾区域以及由第四趾间关节、第五趾间关节及其相连的趾骨组成的外前侧跖趾区域；

S2、在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别设置相互独立且不同形状的防滑纹路。

2.根据权利要求1所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：

S11、选择三个相等的球体，并将所述球体两两互相重合20％的直径组成基体，所述球体的直径为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm或3.5mm；

S12、将单个所述基体复制十一次，并依次转动30°之后移动至与上一个所述基体相交20％直径的位置，构成三股螺旋纹路；

S13、采用所述基体或所述三股螺旋纹路构成不同形状的所述防滑纹路。

3.根据权利要求2所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

在所述外侧跖趾区域、所述中间跖趾区域和所述内侧跖趾区域分别制作相互独立且由不同形状的所述防滑纹路构成的第一部件、第二部件和第三部件，在所述外前侧跖趾区域制作第四部件，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件中至少一个所述防滑纹路包括所述三股螺旋纹路。

4.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2中制作所述第一部件具体为：

沿着所述外侧跖趾区域的弧形边缘由外而内相互平行且按照3mm间隔依次设置第一弧形、第二弧形和第三弧形，以形成第一部件，所述第一弧形、所述第二弧形和所述第三弧形分别为采用八个所述球体直径为2.5mm、2mm和1.5mm的所述基体构成。

5.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2中制作所述第二部件具体为：

将十二条所述三股螺旋纹路围绕所述中间跖趾区域的中心呈辐射状圆盘结构分布在所述中间跖趾区域上，以形成第二部件。

6.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2中制作所述第三部件具体为：

在所述内侧跖趾区域上沿所述内侧跖趾区域的内侧边弧度向鞋大底前掌最前端以垂直于人脚脚趾的方向平行分布第一组多条所述三股螺旋纹路，在第一组多条所述三股螺旋纹路远离所述内侧跖趾区域内侧边的一侧且与第一组多条所述三股螺旋纹路靠近所述鞋大底前掌最前端的前半部分整体平行分布第二组多条所述三股螺旋纹路，以形成第三部件；

第二组多条所述三股螺旋纹路与第一组多条所述三股螺旋纹路的所述前半部分的结构一致，组成多条所述三股螺旋纹路中的各所述球体直径由脚心向脚趾的方向逐渐递减，且多条所述三股螺旋纹路的两两之间的间隔也逐渐递减，所述间隔为[1mm,10mm]。

7.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2中制作所述第四部件具体为：

在所述外前侧跖趾区域上设计logo形状的镂空，以形成第四部件。

8.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括步骤：

S3、在所述鞋大底前掌上除所述第一部件、所述第二部件、所述第三部件和所述第四部件之外的区域设置间隔为[1mm,10mm]的点阵状镂空。

9.根据权利要求3所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法，其特征在于，所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件中至少采用两种材质制成。

10.一种耐力跑的鞋大底前掌结构，其特征在于，采用上述权利要求1-9任一所述的一种耐力跑的鞋大底前掌结构设计方法的步骤制作而成。

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