CN114081232A - 一种仿生功能孕妇鞋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生功能孕妇鞋及其制备方法。孕期体重增加，松驰肽荷尔蒙分泌，引起足型改变、足底压增高、足弓塌陷、肿胀及韧带力减弱，使得足痛常常困扰孕妇。所述孕妇功能鞋及其制备方法，其特征包括仿生功能立体鞋面；不对称硬度针织基础鞋垫；复合增强鞋垫；可调节足弓配件；以及特制足弓支撑及不对称硬度鞋底，以适应孕期足部形态和受力变化，并对足弓足面进行有效支撑和保护，实现孕期孕后足部健康和舒适。所述仿生功能鞋也可用于体重过重人士，扁平足人士，或足底和足弓需要特殊支持的人士。

Description

一种仿生功能孕妇鞋

技术领域

本申请涉及一种功能鞋，尤其是一种用于孕期或孕后穿用、能增加足部支持、防止足痛的仿生功能鞋及其制备方法。

背景技术

孕期体重增加，松驰肽荷尔蒙分泌，引起足型改变、足底压增高、足弓塌陷、肿胀及韧带力减弱，使“足痛”常常困扰孕妇，影响孕期及产后的足部功能恢复、步态稳定和行动安全。然而，目前全球鞋材市场缺乏相应的功能足护系统以满足这一特殊群体的穿用需求。

中国发明专利CN106136430B公开了一种多功能可调节孕妇鞋，此专利通过设置松紧带、弹簧扣或扇形褶皱在鞋面和后跟处增加鞋子尺寸的可调节性。另外，中国实用新型专利CN203748752U公开了一种环保安全健康孕妇鞋，其鞋垫为真皮材料，鞋垫下层为乳胶鞋垫层，包括足弓高弹乳胶垫层。其他现有的与功能鞋有关的专利，包括便于鞋面清洗和拆装的，以适应不同穿用场合的可变换鞋面功能鞋(中国实用新型专利CN204561098U)，一种包含按摩机和磁石片用于改善人体亚健康状态的功能鞋(中国实用新型专利CN209769156U)等。然而，现有功能鞋未能根据孕期足部生物力学和形态的询证研究进行设计，且采用的制备方法和实现功能主要集中在通过增加额外配件(弹簧、松紧带)对足形态进行调整，或增加填充垫对足底进行支撑，并无针对孕期足型的动态生物力学变化特点进行功能性或仿生设计。

鉴于以上所述缺陷，本发明依据孕妇足生物力学及形态变化的循证研究，应用先进无缝一体成型异构质针织技术及生物力学功能设计，开发了一种仿生功能孕妇鞋，以适应孕妇足型及足底受力的动态变化，增强足弓支持；实现孕期孕后足部健康和舒适。此外，结合附图和本公开的背景，根据随后的详细描述和所附权利要求，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种仿生功能孕妇鞋及其制备方法。本发明原理在于：基于孕期足部形态及足底压变化的循证研究，通过集合异构质针织结构及辅助力学材料的生物力学设计，制造能动态适应孕期三维足型改变，并增加足弓支持，缓解足底局部高压的仿生功能孕妇鞋，预防足弓塌陷和足痛问题。

本发明依据孕妇足生物力学及形态变化的循证研究，结合仿生设计，公开一种仿生功能孕妇鞋，以适应孕妇足型及足底受力动态变化，增强足弓支持，缓解局部高压。

本发明应用先进无缝一体成型异构质针织织造技术，功能材料及生物力学功能设计，产生仿生弹性针织鞋面，不对称硬度针织基础鞋垫，复合增强鞋垫，可调节足弓配件，以及特制鞋底，形成了既能自适应孕期足型变化，又能提供给足弓足底力学支持的功能保护系统。

所述孕妇功能鞋和制备方法，包括(1)仿生弹性功能鞋面；(2)不对称硬度针织基础鞋垫；(3)复合增强鞋垫，以及(4)特制足弓支撑及不对称硬度鞋底，以给足弓足面有效支撑和保护，实现孕期孕后足部健康和舒适。

以上的发明内容以简化形式介绍了一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容部分旨在概述本发明的总体构思，而不旨在标识所要求保护的主题的技术细节，也不旨在限定所要求保护的范围。如以下实施例所示，公开了本发明的其他方面和优点。

附图说明

附图中包含用于进一步说明和阐明本发明的以上和其他方面，优点和特征的附图。应当理解，这些附图仅描绘了本发明的某些实施例，而无意限制其范围。现在将结合附图以及实施例作进一步描述本发明，其中：

图1所示的是陆栖生物足(象足)的结构特点；

图2所示的是人体足部生物结构；

图3所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的鞋面正面展开图显示基本结构；

图4所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的鞋面正面展开图显示细节结构；

图5所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的鞋面正面局部立体图；

图6所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的针织基础鞋垫的基本结构区块；

图7所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的针织三维凹凸微腔单元；

图8所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的针织基础鞋垫的基本功能区块；

图9所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的基础鞋垫的不同硬度厚度吊针结构；

图10所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的全脚或局部缓冲垫；

图11所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的复合增强鞋垫和足底支撑硬件；

图12a、12b所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的可拆卸可调节足弓配件；图12c示出了嵌入型配件的边缘与增强鞋垫相搭接的横截面的示意图；

图13所示的是根据本发明所述仿生功能孕妇鞋的鞋底的透视图(图中左上部)、侧视图(图中左下部)和底视图(右部)，其中显示了鞋中底和鞋大底的结构；

图14所示的是根据本发明所述的仿生功能孕妇鞋外形结构；

图15所示的是根据本发明某些实施例的仿生功能孕妇鞋的内部多层结构和不同装配方法分解图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开或其应用和/或使用。应当理解，存在大量的变化。详细的描述将使本领域普通技术人员能够在不进行过度实验的情况下实现本发明的示例性实施例，并且应当理解，可以对示例性实施例中描述的功能和结构进行各种改变或修改。如所附权利要求书所述，本发明的范围由权利要求书限定。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本公开提供了一种仿生功能孕妇鞋的制备方法，其特征在于：(1)仿生功能立体鞋面；(2)不对称硬度针织基础鞋垫；(3)复合增强鞋垫；(4)可调节足弓配件；以及(5)特制足弓支撑及不对称硬度鞋底，以适应孕期足部形态和受力变化，使足弓足面进行有效支撑和保护，实现孕期孕后足部健康和舒适。

所公开的功能孕妇鞋采用了仿生功能设计，陆栖生物有特殊的脂肪和骨骼结构以适应和保护因庞大体重或活动冲击对足部造成的力学负载。

首先介绍承受巨大重量的大象的足部结构。如图1所示，象足(1001)具有丰富的皮下脂肪垫(1002)及存在于多骨结构(如跗骨1004，趾骨1005、腕骨1006、原拇指骨1007)之间的脂肪腔室(1003)，脂肪腔室主要包含胶原蛋白和弹性纤维，以分担重量并吸收着地冲击，而且底盘增大外扩、质地粗糙的足底(1008)进一步增加了足部稳定性。

至于人体足部的生物结构，如图2所示，人体足背肌(2001)有羽状趾短伸肌(2002)，趾长伸肌(2003)，以及位于踝部和足面包覆骨骼肌的伸肌上支持带(2004)、伸肌上支持带(2005)，以及腓骨肌上支持带(2006)和下支持带(2007)。所述足肌和支持带具有支持体重，稳固足部结构及助于行走的功能。

图3示出了根据本发明实施例的鞋面。所述鞋面分为主体鞋面(202)以及鞋帮(206)。主体鞋面(202)包括外鞋面(203)和内鞋面(204)。鞋帮(206)包括位于脚外侧的外鞋帮(206)和位于脚内侧的内鞋帮(207)。鞋帮(206)位于主体鞋面(202)的后侧，与主体鞋面(202)固定连接在一起。在一个示例中，根据本发明所述的仿生功能孕妇鞋，所述仿生弹性功能针织鞋面(201)采用先进针织横机以局部编织及混合针织结构，根据量度的足部尺寸编织而成。

在一个实施例中，所述主体鞋面(202)包括弹性基层，该弹性基层采用弹力聚酯包覆纱(即，纱芯100-280丹尼尔氨纶弹力丝，外包两条S和Z捻向90-150丹尼尔无弹性聚酯纤维)和100-200丹尼尔聚酰胺热熔丝，以局部编织、集圈、提花及移圈(网孔)结构或混合结构编织而成。所述主体鞋面(202)形成了中长拉伸的弹性基层，具有与足部良好的贴合性，以及动态适应孕期足型在三维方向上变化的功能。所述移圈网孔针织结构形成的遍布弹性基层的微网孔(207)，可增强基层弹性及增加足部湿热排放，保持孕期足部干爽和穿着舒适。为了进一步加强对前足趾和足弓的保护和支持，在鞋面前足趾端设有前足趾加强保护区(2091)。此区采用高耐磨材料(如超高分子量聚乙烯材料UHMW-PE)以复合集圈和圆筒针织结构编织，产生抗割抗摩擦功能区块，增加鞋头穿用的耐磨性和对前足趾的保护。在鞋面内侧足弓处设有足弓增强区(2092)，可采用同样耐磨材料(如UHMW-PE)以同样针织组织制备，以增加对足弓内侧的支撑和耐磨性。

图4示出了图3所示鞋面和鞋帮的具体结构的示意图，图5示出了主体鞋面(202)的局部放大透视图。在图4、图5所示的实施例中，所述主体鞋面(202)，除了弹性基层，还设有多个嵌条(208)，所述多个嵌条(208)从鞋口向主体鞋面(202)的外边缘大致呈放射状分布，类似于图2所示人体的羽状趾短伸肌(2002)，起到稳定作用的。所述多个嵌条(208)相较于主体鞋面的弹性基层具有更强的抗弯曲强度和抗拉伸强度。每个嵌条(208)的外侧端固定连接到鞋底。在一个实施例中，每个嵌条(208)的内侧端(靠近鞋的开口的一端)具有比外侧端更窄的宽度。所述嵌条(208)可以是短拉伸或无拉伸针织嵌条，例如是三维突起羽状短拉伸或无拉伸针织嵌条的形式。

在一个示例中，所述嵌条可以由90-300丹尼尔聚酯直丝，所述弹力聚酯包覆纱，以及100-200丹尼尔聚酰胺热熔纤维喂入所述横机纱嘴，以谷波(圆筒)和集圈(或提花)的混合针织结构形成。所述嵌条，以仿生羽状趾短伸肌、趾长伸肌，支撑稳固孕期足部形态。所述嵌条(208)的羽状结构，在所述外鞋面(203)和内鞋面(204)不同。即，所述外鞋面(203)的羽状弧度较大、弧线更长，以配合足外侧的自然伸展。

所述鞋帮(205)位于所述鞋面两翼后端。在一个实施例中，采用至少两条100-400丹尼尔聚酯直丝以及所述聚酯弹力包覆纱，和至少两条100-200丹尼尔聚酯热熔丝，以谷波(圆筒)及集圈的混合结构编织而成，形成了例如宽度为3-6毫米的、更加稳定厚实的斜向突起波纹凸条结构(209)，以仿生不同足肌支持带，如腓骨肌上支持带(2006)和下支持带(2007)(图2)对足踝两侧的稳定支持功能，防止内外踝左右扭拐。

为了进一步增强所述鞋面嵌条(208)以及所述鞋帮波纹凸条(209)的稳定力学功能，鞋面材料于大于40摄氏度(优选在80-90摄氏度)下热压稳定鞋帮和鞋面嵌条正面和反面区域，另其编入的聚酰胺热熔丝熔融，并与周围的聚酯弹性包覆丝粘合，经过冷却固型，形成密实且无拉伸的羽状凸出鞋面嵌条和鞋帮波纹凸条结构。所述嵌条(208)，鞋面弹性基层(202)，以及鞋帮凸条(209)无缝一体针织成型。厚而稳定的嵌条和凸条，与较薄而弹的鞋面基层，形成了高差异性弹性与高差异性厚度的间隔式凹凸羽状鞋面，为孕期足部提供了如足伸长肌、足短伸肌和韧带般的稳定支持功能，同时也适应了孕期足部的三维增大和形态变化。所述鞋面的微网孔结构也增加了鞋面的透气性和舒适性。

为了进一步加强对前足趾和足弓的保护和支持，在鞋面前足趾端可设有前足趾加强保护区(2091)。此区采用高耐磨材料(如超高分子量聚乙烯材料UHMW-PE)以复合集圈和圆筒针织结构编织，产生抗割抗摩擦功能区块，增加鞋头穿用的耐磨性和对前足趾的保护。在鞋面内侧足弓处设有足弓增强区(2092)，可采用同样耐磨材料(如UHMW-PE)以同样针织组织制备，以增加对足弓内侧的支撑和耐磨性。

在另一实施例中，为进一步动态适合孕期足部和踝部肿胀变形，在所述鞋面的足背处，在鞋的开口的前端布置有相对较柔软的较容易拉伸的三角区块(210)。在一个示例中，采用较为柔软的、弹性较大的弹力聚酯包覆纱，通过移圈网眼针织结构来编织该三角区块(210)，如图4所示。此区块(210)有较主体鞋面更大的弹性和透气性，以动态适应足背因肿胀而引起的多维形态变化。虽然在以上实施例中将区块(210)的形状示为近似三角形，但本发明不限于此，所述柔软的较容易拉伸的区块(210)也可以是适于布置在鞋的开口的前端的任何其他形状和面积大小。

另一方面，为进一步方便孕妇日常重复穿脱及保持鞋子与足踝的贴合性，所述鞋面织物不设传统鞋类的扣袢或配件，而是采用罗纹针织结构对所述鞋面的鞋口边缘上延至少1厘米，设置一个高弹性高回复性边带(211)，以进一步动态适应足面和足踝因体重和肿胀而引起的形态变化，同时也避免针织鞋面在鞋口部位因重复穿脱而引起的弹性松弛和疲劳，参见图4。

以上鞋面结构的各个部分，也可采用其他具有同样力学性能和功能的针织，机织，皮革，或人造合成织物或材料制备。

以上鞋面、鞋帮和鞋开口可以采用三维针织无缝一体成型，也可以用其他可以产生同样效果的成型方式成型。

本发明的另一方面，根据人的脚底的生理结构和受力情况提供了一种鞋垫(301)。图6是根据本发明一个实施例的鞋垫的示意图。为了便于说明，在鞋垫上还画出了脚的形状及各个分区。图6所示的本发明的不对称硬度针织基础鞋垫具有多个结构区块。在某些实施例中，所述鞋垫主要包括7个结构区块，分别对应足部不同生理结构：区块1(302)对应第一和第二跖骨区，区块2(303)对应第三到第五跖骨区；区块3(304)对应足中内侧(足弓)；区块4(305)对应足中外侧；区块5(306)对应足跟内侧；区块6(307)对应足跟外侧；区块7(308)对应足跟窝。根据对孕期足底压力的循证研究，发现从孕早期到孕晚期，足底压力在区块3(304)，区块2(303)和区块6(307)增加较多，足底压力总体不均匀。

在一个示例中，所述不对称硬度针织基础鞋垫(301)采用先进针织横机通过所述聚酯弹力包覆纱以及所述聚酰胺热熔丝，以不同密度的吊针或间隔(选针)吊针结构编织而成，优选无缝编织而成。

参照图7，所述基础鞋垫为了缓解足压分布不均，采取不对称硬度分布的吊针结构。具体地，通过采用所述不同吊针结构或间隔(选针)吊针结构编织(602)，形成遍布于整个基础鞋垫的三维凹凸微腔单元(603，604)。所述微腔单元，形成与足底接触的大量接触点(605)，均匀地分散了承受在足底局部的集中压力，同时凹凸微腔单元所形成的微透气通道(606)，可改善足底微气流和汗液排放，增加足底干爽舒适。所述不对称硬度鞋垫改善了目前鞋垫以醋酸乙烯乙酯或泡沫材料为主的透气性差的缺点。所述针织鞋垫在足底不同区块(图6)的硬度分布，也可根据穿用者足底压的具体分布，进行灵活设置。

可以理解，鞋垫也可采用具有以上硬度和厚度及性能但由其他非针织的织物制备。

图8描绘了仿生功能孕妇鞋的针织基础鞋垫的基本功能区块。不同吊针针织结构可配合织入聚酰胺热熔纤维，根据穿用者足压分布特点，在不同区块形成适合的厚度和硬度，以重构足底压力分布。例如，六种吊针结构配合热熔纤维形成了六个不同功能区块与所述鞋垫的6个结构区块对应。分别为，设置于区块1(302)的中厚高硬结构区(401)，设置于区块2(303)和区块4(305)的高厚中硬结构区(402)，设置于区块3(304)的高厚高硬结构区(403)，设置于区块5(306)和7(308)的高厚中硬结构区(404)，以及设置于区块6(307)的高厚高硬结构区(405)。所述高厚高硬结构区(405)增加对足后跟的支持，并将后跟逐渐增加的压力，转移至足跟内侧(306)和足中外侧(307)；所述高厚中硬结构(402)给予足中外侧区(305)和第三、第五趾骨区(303)以缓冲和弹性，并将其逐渐增加的足底压力推向压力较小的第一第二趾骨区(302)。所述中厚高硬结构区(401)为区块302提供了更为稳定的趾骨撑托，以承受从足后跟、足中外侧转移传递来的足底压力，令足底压力分布更均匀。在所述高硬区域(如401，403，和405)的双面吊针结构正面和反面均编织入聚酰胺热熔丝，加热熔融，变硬。而中硬区域(如402，404)，双面吊针结构的正方面均不加入热熔丝，以保持丰度(即，蓬松度，体现材料的缓冲能力)和弹性。

本文针对鞋垫所述的高厚是指厚度在6至10毫米，优选为8毫米；本文所述的中厚是指厚度在3至5毫米，优选为4毫米。本文所述的中硬是指按照海绵硬度计的硬度在60至90(或邵氏硬度计A型：0-20)，高硬是指按照海绵硬度计的硬度大于90(或邵氏硬度计A型：40-90)。但本发明不限于此，所述鞋垫厚度和硬度也可根据需要上调或下调标准范围，以适应个体足型的差异。

以上示例中的厚度和硬度在不同区块的分布可以根据穿着者足底压力分布大小进行个性化调整。

图9分别显示了所述高硬吊针结构(701)，所述结构设置于足弓区块(403)和第一第二跖骨区块401；以及所述中厚弹性吊针结构(702)，所述结构设置于足中外侧和第三、第五功能区块402。位于所述吊针结构701，形成错位的规整凹凸单元区块，每一横行线圈均织入90-200丹尼尔聚酰胺熔融丝，并与弹力聚酯包覆纱热压熔融后，形成稳定高硬吊针区块。所述吊针结构702的线圈不织入热熔丝，以保持聚酯弹力包覆纱和吊针的三维结构弹性和丰度。此外，为适应足后跟的三维形态，后跟区块从外至内厚度从大到小，以形成梯度渐变的窝型凹面(703)，增加后跟合体性和稳定性。

所述基础鞋垫可单独使用，也可与所述增强鞋垫粘合一起使用。

所述增强鞋垫采用了具有混合硬度的两层功能结构，即弹性缓冲垫和足底支撑硬件。所述弹性缓冲垫，由聚合弹性材料制备(如醋酸乙烯乙酯EVA，聚氨酯poron，聚氨酯PU，硅胶)，其形状为全脚型(901)，即和基础鞋垫一样大小，或局部型(802)，即位于足掌(803)和足弓(804)的高弹缓冲垫，或位于后跟的吸震缓冲垫(805)。局部缓冲垫可直接与所述基础鞋垫背面(902)热压，形成如象足脂肪腔室的、具有功能弹性和厚度的缓冲垫，增加足底减震功能。所述热压成型缓冲鞋垫可单独插入鞋内使用。

所述全脚型缓冲垫可与所述基础针织鞋垫(902)热压，形成承托整个鞋底的缓冲层。当与全脚型缓冲垫(901)热压时，为了得到光洁的鞋垫边缘，增加感官和触感舒适，原基础鞋垫可在针织编织时向四周扩展，形成薄于基础针织鞋垫的针织辅助边缘(903)，即形成宽展的针织基础鞋垫(905)。将所述扩展鞋(905)垫放置于全脚鞋垫(901)之上，一起热压、切割、粘合，即形成了如图10所示结合紧密且边缘光洁的一体全脚型缓冲鞋垫(906)。

图11以不同视角描绘了另一实施例的复合增强鞋垫和足底支撑硬件，所述足底支撑硬件可以为局部支撑硬件，如后跟硬件(1200)，也可为全脚支撑硬件(1300)。后跟硬件(1200)的底表面呈凹形，用于放置在鞋内的足中和后跟处，以与穿着者的后跟的形状吻合，提高舒适性及足部支持与稳定。可选地，全脚支撑硬件(1300)用于放置在鞋内前脚掌，足弓及后跟，增加对足部相应位置的支撑与稳定。全脚支撑硬件(1300)的尺寸和鞋内腔底面尺寸相当，在后跟部具有凹形以与穿着者的后跟的形状吻合，在对应于足弓部的位置处具有凸起，以对穿着者的足弓提供支撑，前脚掌处的材料较弹软，利于行走时前脚掌的灵活弯曲及增加向前的助推力。

此外，在图11还可以看到，足底支撑硬件的外形与鞋的内部空间的下部形状一致，当被放置于鞋的内部空间后，足底支撑硬件支撑在鞋底上，并且其侧面与受到鞋面、鞋帮、鞋跟的内侧面接触。足底支撑硬件可由聚合物，如高密度EVA材料或能满足同样力学支撑要求的其他材料制成制备。所述足底支撑硬件沿后跟至足弓边缘上延1-3厘米，形成窝型后跟和足弓两侧护板，以增加足部稳定性，和足弓以及足后跟承托力和舒适性。所述后跟硬件(1200)可与所述针织基础鞋垫或弹性缓冲垫(1400)热压或粘合，形成软硬相间的复合增强鞋垫(1500)。可选地，所述弹性缓冲垫，可镶嵌在所述硬件，如足掌缓冲垫(1600)和足后跟缓冲垫(1700)的背面，形成一个软硬结合的复合增强鞋垫(1800)。可选地，所述支撑硬件背面(即底面)可由默认阴槽(1900)，即，从支撑硬件底面向内凹的凹槽(参见图12b)，以插入可拆卸足弓支撑配件。

在某些实施例中，本仿生功能孕妇鞋还包括图12所示的可拆卸可调节足弓配件。循证数据显示，足弓在中期或后期有下降，可能造成不可逆足弓塌陷。穿用者可根据实际需要，选用具有不同高度和形态的足弓配件(如标准型、低弓足型、高弓足型等)插入独立型配件(2001)(如图12a所示)或嵌入型配件(2002)(如图12b所示)，以增强足弓支撑。所述配件可用高密度高硬度EVA，碳素材料或硅胶制备。所述独立型配件(2001)为月牙型，两面与足弓接触契合，一面为侧壁(在外)，三面共同对足底进行支撑。所述独立足弓配件可直接插入所述针织基础鞋垫或增强鞋垫的足弓位，对足弓局部进行二次增强。所述嵌入型配件(2002)有侧壁和底盘，其形态与增强鞋垫硬件的阴槽(1900)的形状相匹配。在一个实施例中，嵌入型配件(2002)的边缘设置为具有阶梯状横截面，可与默认在足底硬件足弓的阴槽(1900)的阶梯状横截面扣合(2004)(参见图12c所示的示意图)，形成一体，对足弓局部进行二次增强。所述嵌入型配件可设置于所述复合增强鞋垫的硬件之下，可单独使用，也可根据穿用者需要，换用不同形态的嵌入配件(如标准型、低弓足型，高弓足型等)对足弓进行支撑。

参照图13，所述鞋底为特制足弓支撑及不对称硬度鞋底，以矫正足底压力不均，增强行走稳定性。所述鞋底主要包括鞋中底(3001)和鞋大底(3002)。所述鞋中底由不同硬度材料制备(如EVA，橡胶，聚氯乙稀)，以多种形态设计增强对足底足弓的支持。鞋中底(3001)具体包括，具有向上延伸至少1厘米(优选为3.5厘米左右)至足内壁和外壁的鞋底外帮(3003，3004)，上延后跟(3010)，以及设置于中底内外两侧的长拱形支撑带(3005)。所述鞋中底，可选的，可采用双密度材料制备(如二次或多次发泡EVA)产生上下具有不同硬度和弹性的复合鞋中底，例如，上中底(6001)采用密度较低，弹性缓冲性较好的材料，下中底(6002)采用密度较高，弹性较小稳定性较好的材料，形成既有力缓冲又有力支持和稳定的鞋中底。优选下中底具有更高的硬度。可选的，上下中底也可为同样弹性材料。所述拱形支撑带靠前掌端较宽(约1-2.5厘米)，靠后跟端较窄(约小于1-2厘米)，拱高约3-4厘米。所述拱型支撑下设有贝纹支撑条(3006)。此支撑条仿生象足的足底结构，从拱形处向鞋底处微微外扩，进一步增强拱形支撑，又能增加足底面积，稳定行走。拱形支撑带和贝纹支撑条可采用聚氯乙烯(PVC)材料制成。同时，位于中底后跟(3007)，后跟外(3008)或后跟内(3009)可选择性的内置三角硬件，可对抗因孕期体重增加对足后跟鞋中底的向下挤压。所述鞋中底的后跟处也向外微扩，增加大底面积，提高足部行走的稳定性。

所述鞋大底(3002)采用两种不同硬度材料(如橡胶)以不对称硬度制备。根据孕期足底压力动态分布和变化，硬件材料设置于前脚掌(4001)，足弓外(4002)及后跟处(4003)；而较软件材料设置与足弓内侧(5000)，便于灵活行走。软硬材料的设置也可以根据穿着者实际的足底压力分布特点进行改变和调整。所述鞋大底(3002)表面设有宽度为2-4毫米，间隔2-3毫米，深度2-5毫米的波纹或斜向凹槽(4005)，增加鞋底抓力、摩擦力和易排水性。在较易摩擦部位(如前脚掌和后跟)设有增强防摩擦结构(菱形凸起)。所述鞋底在前脚掌处上扬(4006)，增加行走前推力。所述鞋底、鞋大底及其所述配件也可采用三维打印技术，或三维铸模技术及不同邵氏硬度材料一次打印成型。所述以上数值设定和规格不局限于此，也可根据实际情况进行调整。

所述鞋底内特设较深内窝腔(5001)，以容纳多层功能鞋垫和支撑物嵌入。所述多层功能鞋垫和支撑物可以与鞋底分离，方便鞋垫及配件置入和清洗。

图14描绘了仿生功能孕妇鞋外形结构。总体上，所述仿生功能孕妇鞋包括，针织弹性鞋面主体基层602；位于主体基层的具有透气网孔的弹性条603；与弹性条相间设置的稳定无弹性嵌条604；足背三角型调节区605；足踝高弹高回复鞋口606；鞋后帮增强区域607；足踝侧支持带608；鞋后跟拉手609，方便穿脱；高厚鞋中底610；足弓支撑墙611；贝纹足弓支撑条612；足跟侧613和足跟后614内嵌支撑三角；鞋大底615；鞋大底615包括：鞋大底槽616；鞋底前掌上扬617；鞋底后跟外沿618。

图15描绘了根据本发明某些实施例的仿生功能孕妇鞋的内部多层结构和装配方法分解图。所述仿生孕妇功能鞋包括多层结构，用户可根据穿用要求进行灵活搭配。所述仿生功能鞋面(801)与中底衬(807)缝合或粘合形成符合足型的三维空间。放入特制加高鞋楦于三维空间，将空间撑起一个实体足型，并在足型的中底衬(807)背面涂粘合材料，经过热压定型，将鞋面(801)与鞋底(808)粘合或缝合为一体。所述针织基础鞋垫(802)可与局部足掌缓冲弹性垫(803)热压粘合。所述后跟及足弓局部支撑硬件(804)可与所述针织基础鞋垫(802)粘合。所述硬件(804)可在后跟处设置有与后跟缓冲垫(805)形态厚度一样的嵌入腔(805′)，将局部后跟缓冲垫(805)与所述支撑硬件(804)粘合，从而形成软硬相间的复合增强鞋垫。所述增强鞋垫可放入鞋内。可选地，足弓支撑配件(806)可根据孕期足部动态变化和具体需要插入足弓内侧，增强局部支持。

可选的其他组合方式还包括，所述仿生功能鞋面(901)与中底衬(907)缝合或粘合形成符合足型的三维空间。放入特制加高鞋楦于三维空间，将空间撑起一个实体足型，并在足型的中底衬(907)背面涂粘合材料，经过热压定型或缝合，将鞋面(901)中底衬(907)与鞋底(908)粘合一体。所述基础针织鞋垫(902)与前足掌弹性缓冲垫(903)热压粘合。适合足弓形态的足弓配件(906)(如标准型、底弓足型、或高弓足型)可嵌入足弓硬件(906’)，形成适合承托足弓的硬件支撑。所述硬件支撑后跟背面留有与足跟缓冲垫(905)一样形态和厚度的嵌入腔(905′)，并将后跟缓冲垫(905)热压粘合于硬件后跟的嵌入腔(905′)。所述复合的针织基础鞋垫可直接放置于所述复合硬件上，形成可调节足弓高度的复合增强鞋垫。所述基础鞋垫与复合增强鞋垫可从三维鞋型内腔放入或取出，或于鞋内固定。

本发明未详细描述的部分属于本领域公知技术。以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明的一个实施例提供了一种仿生功能孕妇鞋，所述仿生功能孕妇鞋包括：仿生功能立体鞋面；不对称硬度针织基础鞋垫；复合增强鞋垫；可调节足弓配件；以及特制足弓支撑及不对称硬度鞋底，从而所述仿生功能孕妇鞋可适应孕期足部形态和受力变化，并对足弓足面进行有效支撑和保护，实现孕期孕后足部健康和舒适。

在一个实施例中，所述仿生功能立体鞋面根据人体足部趾长伸肌及趾短伸肌走向及伸肌支持带的生物力学功能进行仿生设计，以增强足外部肌对体重、足弓和行走机能方面的支持。所述鞋面包括鞋面主体和鞋帮，两部分无缝一体成型，由异构质针织技术通过局部编织、谷波(圆筒)、提花、移圈及紧密集圈结构及差异纤维(聚酯纤维，聚酰胺热塑纤维，聚酯双包弹力纤维，氨纶纤维)编织而成。所述鞋面主体由两部分组合，即，中长拉伸弹性基层，设置于所述鞋面主体，以自适应孕期足部因体重、荷尔蒙及韧带松弛而引起的足形在长度、宽度、及体积上的(增大)变化；以及，仿生趾长伸肌的短拉伸(稳定)支撑针织羽状嵌条，以稳定支撑足面。所述弹性基层和稳定嵌条形成差异化弹性及差异化厚度的间隔纵条无缝一体成型。同时，在所述稳定嵌条之间的弹性基层上设有移圈编织结构形成的微网孔，增强基层弹性又利于鞋内湿气排出，改善鞋材透气性舒适性。

在进一步的实施例中，所述主体鞋面在足背处设有网孔针织弹性调节三角区，并在鞋面绕足踝口处设有至少宽度为1.5厘米的罗口弹性针织边缘，以适应因肿胀引起的足踝围长变化。

在一个实施例中，鞋帮高为4至8厘米(优选6-7厘米)，使得鞋帮边缘低于踝骨突出点下至少1厘米，避免因鞋帮边缘对肿胀足踝的禁锢而引起的局部缺血或不适。为进一步稳定支持足踝、防止因韧带松弛而引起的足部扭伤，所述足帮鞋面在近足后跟外帮处，采用谷波(圆筒)及集圈的相间结构编织，形成仿生人体足部上伸肌和内伸肌支持带的几何波纹支持面，以增强足后跟动态行走的稳定性，避免内外扭转。同时，在足帮鞋面外侧于后跟处，热压或粘合平均宽度为1-3厘米的放射状无弹性斜向稳固条。所述稳固条仿生上伸肌和内伸肌支持带走向，从足后跟腱处斜拉至足踝侧面，以对松弛的足韧带进行一定的外力补偿和支撑，防止足部扭伤。鞋面可采用聚酯纤维，弹力聚酯包纱，热塑纤维等各种天然或合成纤维材料或其混合材料制备。

根据一个实施例的不对称硬度针织基础鞋垫，其特征在于，所述鞋垫根据从孕早期、孕中期到孕晚期足型变化和足底压分布变化的循证数据设计而成。数据显示从孕早期到孕后期，足后跟(特别是外侧)以及足中部(足弓)压力明显增加，内足弓有不同程度塌陷。为了减少增加的足底压力，改善足底压力分布，以及预防足弓下降，所述基础鞋垫采用三维无缝一体成型技术，通过异构质合成纤维(聚酯纤维，弹力聚酯包纱，聚酰胺热塑纤维)和吊针及间隔(选针)吊针混合结构，形成具有不同硬度和厚度分布的基础针织鞋垫。所述硬度和厚度分布与足底压变化区域对应，以重构足底压分布，缓解增加的局部足压。

在一个实施例中，所述基础鞋垫由异构质纤维(聚酯纤维，弹力聚酯包纱，热塑纤维等各种天然或合成纤维材料或其混合材料)及各式吊针线圈编织，形成不同的凹凸微腔单元。所述凹凸微腔单元可形成具有不同密集排列和几何形态(矩形凹槽，波纹或蜂窝)的功能区域。通过改变凹凸微腔单元的密集程度和区域大小，以改变所述基础鞋垫的厚度和硬度，从而形成高硬度区(I)，中硬度缓冲区(II)，以及足弓支持区(III)。所述(I)区分布于前脚掌第一跖骨、第二跖骨及足跟；所述(II)区分布于第三到第五跖骨区及足中外侧；所述(III)区分布于足弓内侧，以支持和对抗增加的足中压力，预防孕期足弓塌陷。所述凹凸微腔单元不仅可以分散(重构)从孕早期到孕后期增加的局部高压点(如足后跟和足中)，促进足底压均匀分布，同时凹凸微腔单元所形成透气通道，也能改善足底微气流和汗液排放，增加足底干爽。所述基础针织鞋垫较现有大多由醋酸乙烯乙酯或泡沫鞋垫更具舒适触感及透气性，也增加了足底摩擦和日常穿用卫生。所述基础鞋垫，可单独使用，也可与所述增强鞋垫粘合一体使用。

在一个实施例中，所述增强鞋垫借鉴陆栖生物足(如象足)的混合硬度多层结构特点，并结合孕期足底压力变化的循证研究，进行了硬支撑和软弹性缓冲的复合力学仿生设计。象足具有丰富的皮下脂肪垫及存在于多骨结构之间的脂肪腔室(如跗骨，跖骨、掌骨、指骨近端)，脂肪腔室主要包含胶原蛋白和弹性纤维，以分担重量并吸收着地冲击。所述增强鞋垫采用了具有混合硬度的两层功能结构，即弹性缓冲垫和足弓支撑硬件。所述弹性缓冲垫，由聚合弹性材料制备(如醋酸乙烯乙酯EVA，聚氨酯poron，聚氨酯PU，硅胶)，其热压于所述基础针织鞋垫背面(如足前掌第三到第五跖骨区、足弓内侧支持及后跟)，形成如象足脂肪腔室的、具有不同功能弹性和厚度的缓冲鞋垫层。优选地，高回弹缓冲垫设于前脚掌，增加足部行走推力，而压力吸收缓冲垫设置与足后跟和足弓，增加支撑和减震。

在一个实施例中，其中所述足底支撑硬件由高硬度复合材料制备(如高密度EVA，聚氨酯PU)，对足弓内、足弓中及后跟进行一体式承托，且在后跟处形成碗窝状包覆。所述支撑硬件与所述弹性缓冲垫热压一体，增加足底支撑的同时，改善鞋垫穿用舒适。优选地，所述支撑硬件可用户定制，即采用热塑材料包覆足部、经固型冷却取模后，得到适合用户足弓曲率和足底表面形态的定制化足弓支撑硬件。所述弹性缓冲垫和所述足底支撑硬件可热压或粘合为一体。

在一个实施例中，所述的可拆卸足弓配件可根据用户孕期足弓状态插入，以对增强足弓支持。我们的循证调查发现，随孕期体重增加，足弓出现不同程度下沉，引起足底不适。所述配件可由硬泡沫塑料，EVA，PU或超轻碳素材料制备，具有两种形态(但不局限于此)，即(1)月形足弓局部支撑配件，可直接垫在鞋垫的足弓部位之下，以及(2)足弓插片，可给足弓更大区域支撑，其插片边缘的阶梯状横截面可与足弓支撑硬件背面的阴槽(1900)的具有对应形状的阶梯状横截面边缘拼接固定(参见图12c)。所述配件根据足弓曲率大小，分为标准足弓支撑(正常足使用)，低足弓支撑(扁平足使用)及高足弓支撑(高弓足使用)。穿用者可根据孕期阶段或足弓状况选择插用。

在一个实施例中，所述特制仿生功能鞋底在足弓处有外帮支撑墙(至少1.5厘米)以及设于鞋中底两侧的拱形足弓支撑。所述鞋中底内具有较大凹形空间，以容纳上述基础针织鞋垫和增强鞋垫置入。所述鞋底的鞋中底后跟两侧及后侧共设三个可选择使用硬件(立三角或拱形硬件)，以增加鞋中底在足跟处支撑力，对抗因孕期体重增而对鞋底后跟产生的挤压力。所述鞋大底，具有足弓内侧和外侧不同硬度的鞋外底。具体地，鞋外底靠近足内侧为较低硬度区，靠近足外侧、足前掌及后跟处为较高硬度区。所述不对称硬度鞋底与所述不对称针织基础鞋垫的硬度区对应，以助于将孕早期到孕后期在足底外侧、后跟和足弓增加的压力转移至足前，重构足底压力，促分布更均匀。根据穿用者的实际需要，所述鞋大底外侧和内侧硬度也可相同，或与上述相反，即，鞋外底靠近足内侧为较高硬度区，靠近足外侧、足前掌及后跟处为较低硬度区。

在一个实施例中，根据象足生物结构特点，鞋中底的侧壁外扩，大底面积增加，以增大足底触地面积，增加行走稳定性。另外，鞋大底设有斜向或波型条纹凹槽图案，波纹宽度为3-5毫米，条纹间隔为2-3毫米，间隔深度为2-4毫米，以及在较易磨损部位(如前脚掌和后跟)加设防滑结构(如菱形)，以增加足底摩擦力，稳定步态。可选地，鞋底也可为其他防滑性好的几何图案结构。

以上结合具体实施方式描述了本发明，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其他的变化或替换，这些都应涵盖在所附权利要求所限定的保护范围之内。

Claims (39)

1.一种鞋，包括鞋底和鞋面(201)，该鞋面(201)包括位于鞋的前部的主体鞋面(202)，以及位于所述鞋面两翼后端的鞋帮(205)；其中，

所述主体鞋面(202)包括弹性基层和多个嵌条(208)，所述多个嵌条(208)从鞋口向主体鞋面(202)的外边缘呈放射状分布。

2.如权利要求1所述的鞋，其中，构成所述嵌条(208)的材料具有比所述弹性基层具有更高的抗拉伸强度。

3.如权利要求1所述的鞋，其中，所述弹性基层采用弹力聚酯包覆纱和100-200丹尼尔聚酰胺热熔丝，以局部编织、集圈、提花及移圈(网孔)结构或混合结构编织而成。

4.如权利要求1所述的鞋，其中，所述嵌条的厚度厚于所述弹性基层的厚度，形成差异性弹性与厚度的间隔式凹凸状鞋面。

5.如权利要求3所述的鞋，其中，所述弹性基层和所述嵌条的正面和反面区域在40摄氏度以上被热压，另外编入的聚酰胺热熔丝熔融，并与周围的聚酯弹性包覆丝粘合，经过冷却固型，从而成形。

6.如权利要求1所述的鞋，其中，所述嵌条是无拉伸或短拉伸针织嵌条。

7.如权利要求1所述的鞋，其中，将90-300丹尼尔聚酯直丝、弹力聚酯包覆纱以及100-200丹尼尔聚酰胺热熔纤维喂入所述横机纱嘴，以谷波(圆筒)和集圈(或提花)的混合针织结构形成所述嵌条。

8.如权利要求1所述的鞋，其中，所述鞋帮上形成有向斜上方延伸的无拉伸的凸条(209)。

9.如权利要求8所述的鞋，其中，所述凸条采用至少两条100-400丹尼尔聚酯直丝以及聚酯弹力包覆纱，和至少两条100-200丹尼尔聚酯热熔丝，以谷波(圆筒)及集圈的混合结构编织而成。

10.如权利要求1所述的鞋，其中，在所述鞋的鞋面(201)和鞋帮(205)限定了鞋的开口，

所述鞋还包括布置在该开口的前端、在脚背处的柔性的易拉伸的区块(210)。

11.如权利要求1所述的鞋，其中，在所述鞋的鞋面(201)和鞋帮(205)限定了鞋的开口，

其中，在所述鞋的开口的边缘布置有弹性的和可回复性的边带(211)。

12.如权利要求11所述的鞋，其中，所述边带(211)采用罗纹针织结构形成。

13.如权利要求11或12所述的鞋，其中，所述边带(211)的宽度为1厘米。

14.如权利要求1至12中任一项所述的鞋，其中，所述鞋面、鞋帮采用三维针织无缝一体成型。

15.如权利要求10至12中任一项所述的鞋，其中，所述鞋的开口采用三维针织无缝一体成型。

16.如权利要求1所述的鞋，其中，所述鞋底包括鞋中底和鞋大底，

其中，所述鞋中底具有向上延伸至少1厘米至足内壁和外壁的鞋底外帮(3003，3004)，以及设置于中底内外两侧的用于加强对足弓的支撑的拱形支撑带(3005)。

17.如权利要求16所述的鞋，其中，所述拱形支撑带靠前掌端宽度为1-2.5厘米，靠后跟端宽度小于1-2厘米，拱高为3-4厘米。

18.如权利要求17所述的鞋，其中，所述拱型支撑下设有贝纹支撑条(3006)。

19.如权利要求16所述的鞋，其中，所述鞋中底包括后跟，该后跟内置有起加强支撑作用的三角硬件。

20.如权利要求19所述的鞋，其中，所述后跟内置有三个可选择性设置的三角硬件，分别位于后跟外(3008)、后跟内(3009)和后跟正后侧(3007)。

21.如权利要求1所述的鞋，其中，所述鞋面前足趾端设有由高耐磨材料构成的前足趾加强保护区(2091)。

22.如权利要求1所述的鞋，其中，所述鞋面内侧足弓处设有由高耐磨材料构成的足弓增强区(2092)。

23.如权利要求16所述的鞋，其中，所述鞋中底包括上中底(6001)和下中底(6002)，其中下中底的构成材料相较于上中底的构成材料具有更高的密度和硬度。

24.如权利要求16所述的鞋，其中，所述鞋中底包括上中底(6001)和下中底(6002)，上中底和下中底由具有同样弹性的材料构成。

25.一种鞋垫，包括：对应第一和第二跖骨区的区块1(302)，对应第三到第五跖骨区的区块2(303)；对应足中内侧的区块3(304)；对应足中外侧的区块4(305)；对应足跟内侧的区块5(306)；对应足跟外侧的区块6(307)；对应足跟窝的区块7(308)；

其中，区块1(302)由中厚高硬材料构成，区块2(303)和区块4(305)由高厚中硬材料构成，区块3(304)由高厚高硬材料构成，区块5(306)和区块7(308)由高厚中硬材料构成，以及区块6(307)由高厚高硬材料构成。

26.如权利要求25所述的鞋垫，其中，不同硬度的材料由聚酯或聚氨酯弹力包覆纱以及聚酰胺热熔丝以不同密度的吊针或间隔(选针)吊针结构无缝编织而成，或者，所述不同硬度的材料由其他其非针织的织物制备而成。

27.如权利要求25所述的鞋垫，其中，高厚是指厚度在6至10毫米范围，中厚是指厚度在3至5毫米范围，中硬是指按照海绵硬度计的硬度在60至90，高硬是指按照海绵硬度计的硬度大于90。

28.一种足底支撑硬件，用于放置在鞋的内部，支撑在鞋垫上，

所述足底支撑硬件可由聚合物构成，所述足底支撑硬件沿后跟至足弓边缘上延1-2厘米，形成窝型后跟和足弓两侧护板，以增加足部稳定性。

29.如权利要求28所述的足底支撑硬件，其中，所述足底支撑硬件可由高密度EVA材料制成，或由能满足同样力学支撑要求的其他材料制成。

30.如权利要求28所述的足底支撑硬件，还包括，布置在足底支撑硬件的脚掌部的足掌缓冲垫(1600)和布置在足底支撑硬件的脚跟部的足后跟缓冲垫(1700)，所述足掌缓冲垫(1600)和后跟缓冲垫(1700)由相对较软的材料制成。

31.一种鞋垫，包括：基础鞋垫(1400)和支撑硬件；

其中，所述基础鞋垫(1400)由较软材料制成，具有和鞋内腔底面相当的形状；所述支撑硬件由较硬材料制成，在所述基础鞋垫(1400)下部并与所述基础鞋垫(1400)相结合，用于增强对足的支撑。

32.如权利要求31所述的鞋垫，其中，所述支撑硬件是后跟硬件(1200)用于增强后跟部的支撑。

33.如权利要求31所述的鞋垫，其中，所述支撑硬件是足弓支撑硬件用于增强足弓部的支撑。

34.如权利要求31至33中任一项所述的鞋垫，其中，

所述后跟硬件(1200)与所述基础鞋垫(1400)通過热压或粘合结合在一起。

35.一种鞋，包括权利要求28至30中任一项所述的足底支撑硬件。

36.一种鞋，包括鞋面和鞋底，所述鞋底包括鞋中底(3001)和鞋大底(3002).

其中，所述鞋中底内外两侧设有拱形支撑带(3005)。

37.如权利要求36所述的鞋，

其中，所述鞋大底(3002)采用两种不同硬度材料制备，较硬材料设置于前脚掌(4001)，足弓外(4002)及后跟处(4003)；而较软件材料设置与足弓内侧(5000)。

38.如权利要求36所述的鞋，

其中，所述鞋大底(3002)采用两种不同硬度材料制备，较软材料设置于前脚掌(4001)，足弓外(4002)及后跟处(4003)；而较硬材料设置与足弓内侧(5000)。

39.如权利要求36所述的鞋，

其中，所述鞋大底(3002)由同一硬度材料制备。

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