CN114451629B - 无后跟鞋底及鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无后跟鞋底，包括上层中底和下层中底，上层中底和下层中底之间设置有碳板，上层中底包括前掌部位、中足部位和足跟部位，下层中底包括前掌部位和中足部位，下层中底的前掌部位和中足部位与上层中底的前掌部位和中足部位相对应，以使上层中底的足跟部位悬空设置；同时公开了一种包含有该鞋底的鞋。本发明的无后跟鞋底及鞋能够为前掌落地式跑法的跑者提供强有力的足部支撑，大幅度提高蹬伸效率，适合长距离跑步，具有节约能量代谢的效果，减震和回弹性能优异，能有效降低踝关节和膝关节做功，维持足弓的稳定性，减轻运动损伤，提升运动安全性，鞋体重量轻，更有利于提高穿着舒适度，提升运动表现。
Description
技术领域
本发明涉及鞋领域，尤其涉及一种无后跟鞋底及鞋。
背景技术
在进行跑步运动时，不同跑者采用的跑步方式不同，通常可分为三种，即后跟落地式跑法、前掌落地式跑法和全掌落地式跑法。其中，后跟落地式跑法是指足部落地时足跟区域先触地，以承载人体体重的落地方式及跑法，这种跑法最为常见，也是大多数跑者习惯采用的落地方式；前掌落地式跑法是指在足部落地时，以趾球部(即位于大脚趾下方处的肌肉)触地并承载体重的落地方式及跑法，习惯采用这种跑法的跑者相对较少；全掌落地式跑法比较特殊，由于人体足部的足弓部位呈中空状，无法支撑体重，因此全掌落地时，实际是前掌和足跟同时着地并承载体重，这种落地方式具有偶发性，且很难步步复制，跑者通常很少出现这种跑法。
研究表明，影响足部落地方式的因素与速度直接相关，跑步速度越快，人体越倾向于用前掌落地，而不同的落地方式会导致地面对足部的反作用力曲线有一定的差别，对下肢的受力也有所不同，也就是说，不同的落地方式可能引起的运动损伤也有所不同。市面上现有的跑鞋大多是针对后跟落地式跑法和全掌落地式跑法的跑者设计的跑鞋，更利于提升这两种跑法的运动体验，减轻运动损伤。虽然也有少数针对前掌落地式跑法设计的跑鞋，但鞋底结构单一，运动性能较差，难以为前掌落地式跑法的跑者提供更为安全高效的运动表现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无后跟鞋底及鞋，在提供足够的减震回弹性能的基础上，为前掌落地式跑者提供更加有效的运动保护，提升运动表现。
具体技术方案如下：
一种无后跟鞋底，包括上层中底和下层中底，上层中底和下层中底之间设置有碳板，上层中底包括前掌部位、中足部位和足跟部位，下层中底包括前掌部位和中足部位，下层中底的前掌部位和中足部位与上层中底的前掌部位和中足部位相对应，以使上层中底的足跟部位悬空设置。
进一步，碳板为翼状碳板，包括碳板主体，碳板主体上设置有内翼和外翼，内翼对应人体足部内侧的中前部位设置，外翼对应人体足部外侧的中前部位设置。
进一步，碳板主体包括承托段，承托段对应人体足部的足跟部位设置。
进一步，承托段贴合设置在上层中底的足跟部位处，以与上层中底的足跟部位共同悬空设置。
进一步，碳板主体包括前掌段和中足段，前掌段对应人体足部的前掌部位设置，中足段对应人体足部的中足部位设置，中足段的一端与承托段相连接，另一端与前掌段相连接，内翼和外翼位于前掌段的两侧，朝向中足段延伸设置。
进一步，中足段包括支撑区域和过渡区域，支撑区域的一端与承托段相连接，另一端通过过渡区域与前掌段相连接，中足段的支撑区域和承托段在竖向方向上的位置高于前掌段的位置，以使前掌段、内翼和外翼靠近地面设置，中足段的支撑区域和承托段靠近人体足部设置。
进一步，上层中底内设置有容置槽，容置槽的形状与碳板形状相匹配，碳板嵌设在容置槽中，下层中底上设置有固定块，固定块对应碳板的中足段设置，固定块插设在容置槽内，以对碳板的中足段进行支撑。
进一步，碳板主体的承托段的整体弯折刚度大于中足段的整体弯折刚度，中足段的整体弯折刚度大于前掌段的整体弯折刚度。
进一步，前掌段在纵向方向和横向方向上的弯折刚度均小于承托段的弯折刚度；中足段在纵向方向上的弯折刚度小于承托段的弯折刚度，在横向方向上的弯折刚度大于前掌段的弯折刚度、小于承托段的弯折刚度；内翼在横向方向上的弯折刚度小于承托段和外翼的弯折刚度。
进一步，前掌段包括连接区域、跖趾关节区域和趾骨区域，趾骨区域对应人体足部的趾骨部位设置，跖趾关节区域对应人体足部的跖趾关节部位设置，跖趾关节区域通过连接区域与中足段相连接，内翼和外翼设置在连接区域上，连接区域和跖趾关节区域在纵向方向上的弯折刚度相同，均小于承托段的弯折刚度，趾骨区域在纵向方向上的弯折刚度小于连接区域和跖趾关节区域的弯折刚度。
进一步，中足段的过渡区域包括第一过渡区域和第二过渡区域，第一过渡区域靠近前掌段设置，第二过渡区域靠近支撑区域设置，第一过渡区域在纵向方向上的弯折刚度大于第二过渡区域的弯折刚度。
进一步，下层中底的下方设置有大底，大底包括前掌部位和中足部位，大底的前掌部位和中足部位与下层中底的前掌部位和中足部位相对应。
进一步，大底前掌部位的足尖区域和中部区域设置有多个点状孔洞和横向走向的底花，大底前掌部位的内侧区域和外侧区域设置有纵向走向的底花，大底前掌部位的外侧区域的厚度大于大底前掌部位的其他区域的厚度，大底中足部位设置有多个条形孔洞。
一种鞋，包括以上所述的无后跟鞋底。
本发明的无后跟鞋底及鞋具有以下优点：
1、能够为前掌落地式跑法的跑者提供强有力的足部支撑，大幅度提高蹬伸效率，使前掌落地式跑法的跑者能够进行更为高效的长距离跑步，达到节约能量代谢的目的。
2、具有优异的减震和回弹性能，能够有效降低踝关节和膝关节做功，有助于引导运动中足部向前掌的快速稳定过渡，同时有力的维持足弓的稳定性，减轻运动损伤，提升运动安全性。
3、翼状碳板与人体足部不同部位相对应的不同区域具有不同的功能效果，以提升人体足部在跑步时整个步态周期中的整体运动体验，为前掌落地式跑法的跑者提供更为安全高效的运动表现。
4、鞋体重量轻，更有利于提高穿着舒适度，提升运动表现。
附图说明
图1为本发明中的无后跟鞋底的爆炸图。
图2为本发明中的无后跟鞋底的侧视图。
图3为本发明中的碳板的立体图。
图4为本发明中的碳板的俯视图。
图5为本发明中的碳板的侧视图。
图6为本发明中的上层中底的底部结构示意图。
图7为本发明中的下层中底的顶部结构示意图。
图8为本发明中的无后跟鞋底的仰视图。
图9为对比测试样鞋。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的无后跟鞋底及鞋做进一步详细的描述。
本发明中的无后跟鞋底包括中底，中底包括前掌部位、中足部位和足跟部位，其中，前掌部位为中底对应人体足部前脚掌的部位，中足部位为中底对应人体足部足弓区域的部位，足跟部位为中底对应人体足部脚跟的部位。中底的足跟部位悬空于地面设置，不与地面相接触，这种结构的鞋底更适合采用“前掌落地式跑法”的跑者穿着，有利于提高穿着的舒适性，提升运动性能。同时，中底内设置有碳板，碳板上形成有多个具有不同特性和功能的区域，这些区域分别对应人体足部的不同部位设置；碳板可随人体足部的反复踩踏发生弹性形变，进而使碳板的各个区域产生不同的力学反馈，综合适应前掌落地式跑者的跑步姿态，为前掌落地式的跑者提供更为安全高效的运动表现。
下面结合附图，对本发明的优选实施例进行具体说明。
如图1和图2所示，本发明中的无后跟鞋底包括上层中底1和下层中底3，上层中底1和下层中底3之间设置有碳板2。上层中底1位于碳板2的上方，包括前掌部位、中足部位和足跟部位，下层中底3位于碳板2的下方，与上层中底1相连接，包括前掌部位和中足部位。其中，下层中底3的前掌部位和中足部位分别与上层中底1的前掌部位和中足部位位置相对应，即下层中底3未延伸至上层中底1足跟部位的下方处，以使上层中底1的足跟部位悬空设置。这种无后跟的中底结构可以减轻鞋体的重量，同时有利于前掌落地式跑法的跑者进行更为高效的长距离跑步，达到节约能量代谢的目的。
进一步，如图3至图5所示，碳板2包括自前掌部位延伸至足跟部位的碳板主体，碳板主体包括前掌段、中足段和承托段21，前掌段对应人体足部的前掌部位设置，宽度较宽；中足段对应人体足部的中足部位设置，宽度较窄；承托段21对应人体足部的足跟部位设置，其宽度略窄于中足段的宽度，中足段的一端与承托段21相连接，另一端与前掌段相连接。
具体的，如图1和图8所示，承托段21的上表面贴合设置在上层中底1的足跟部位的下表面处，以与上层中底1的足跟部位共同悬空设置。承托段21具有较大的弯折刚度，在跑者足部落地并蹬伸的过程中，能够与上层中底1的足跟部位共同配合，为人体的足跟提供舒适且有力的承托，避免鞋底的足跟部位直接触碰地面。优选的，承托段21的下表面可自上层中底1足跟部位的悬空处露出设置，以增加鞋底的美感和设计感。
进一步，如图3和图4所示，碳板2为翼状碳板2，碳板主体上设置有内翼24和外翼26，内翼24对应人体足部内侧的中前部位设置，即大约为人体足部的第一跖骨所在位置，外翼26对应人体足部外侧的中前部位设置，即大约为人体足部的第五跖骨所在位置。内翼24和外翼26分别位于前掌段的内外两侧，自前掌段朝向中足段延伸设置。
采用前掌落地式跑法的跑者，足部在落地时，通常为足部外侧的中前部区域首先着地，同时需承受较大的压力，此时，碳板2的外翼26可通过其较强的支撑性能对跑者前掌的外侧起到良好的支撑作用，同时外翼26可快速将力传递至与之相邻的前掌段处，有利于快速过渡并提高蹬伸效率。而当足部由落地状态转变为蹬伸状态时，足部通常会发生轻微的内旋，此时内翼24可为前掌的内侧提供强有力的支撑，进一步快速过渡并提高蹬伸效率。
进一步，如图3和图5所示，碳板2的中足段还包括支撑区域22和过渡区域，支撑区域22的一端与承托段21相连接，另一端通过过渡区域与前掌段相连接。过渡区域呈倾斜状态设置，以使中足段的支撑区域22和承托段21在竖向方向上的位置高于前掌段的位置，以使前掌段、内翼24和外翼26靠近地面设置，中足段的支撑区域22和承托段21靠近人体足部设置。将内翼24、外翼26和中足段进行上述设置，是由于将内翼24和外翼26更接近地面设置，能够加快内翼24和外翼26对地面作用的时间，加强内翼24和外翼26对地面的作用力，有助于提高前掌落地和蹬伸时的稳定性和助推效果；而使中足段更靠近人体足部设置，能够加快足部足弓部位对中足段作用的时间，加强足弓部位对中足段的作用力，有助于提高中足部位的稳定性并加快过渡速度。
同时，中足段的支撑区域22的宽度略大于过渡区域和承托段21的宽度，支撑区域22能够有效支撑人体的足弓部位，保证在足弓部位发生变形时提供有力的支撑，进一步保持足弓部位的稳定性。
进一步，过渡区域包括第一过渡区域25和第二过渡区域23，第一过渡区域25靠近前掌段设置，第二过渡区域23靠近支撑区域22设置，支撑区域22可通过第一过渡区域25和第二过渡区域23向前掌段快速且稳定的过渡，同时，第二过渡区域23在纵向方向上弯折刚度较大，有利于足部快速向前过渡，第一过渡区域25在横向方向和纵向方向上的弯折刚度都较大，可起到踏板的作用，有利于为足部蹬伸时提供较强的支撑力和助推力。
进一步，前掌段还包括连接区域29、跖趾关节区域27和趾骨区域28，趾骨区域28对应人体足部的趾骨部位设置，跖趾关节区域27对应人体足部的跖趾关节部位设置，跖趾关节区域27的一端连接趾骨区域28，另一端通过连接区域29与中足段相连接，内翼24和外翼26设置在连接区域29上，并延伸至中足段的过渡区域处。跖趾关节区域27在纵向方向上具有较大的弯折刚度，有利于足部快速向前过渡，趾骨区域28的整体弯折刚度较低，有利于脚趾部位的弯曲，提高运动的舒适感和流畅感。
进一步，碳板2上的各段及各个区域具有不同的刚度，通过不同刚度之间的相互配合，进一步提升碳板2的综合运动性能。
具体的，碳板主体的承托段21的整体弯折刚度大于中足段的整体弯折刚度，中足段的整体弯折刚度大于前掌段的整体弯折刚度。进一步，承托段21在横向方向和纵向方向上的弯折刚度均为最大，从而在足部落地的瞬间能够对足跟部位起到良好的支撑效果，保证足跟部位的稳定性。
在纵向方向上，前掌段的弯折刚度小于承托段21的弯折刚度，为承托段21弯折刚度的90％-97％，优选为95％，有利于提高跑步时足部前掌蹬伸动作的舒适性；在横向方向上，前掌段的弯折刚度也小于承托段21的弯折刚度，为承托段21弯折刚度的85％-95％，优选为90％，以便于足部在蹬伸时呈自然内旋的状态。
其中，前掌段的连接区域29和跖趾关节区域27在纵向方向上的弯折刚度相同，均小于承托段21的弯折刚度，优选为承托段21纵向刚度的95％，趾骨区域28在纵向方向上的弯折刚度小于连接区域29和跖趾关节区域27的弯折刚度，这种设置方式能够使前掌段在提高足部蹬伸效率的同时便于脚趾的弯曲，进一步提高足部运动过渡时的舒适感和流畅感。
在纵向方向上，中足段的弯折刚度与前掌段相同或近似，小于承托段21的弯折刚度，具体为承托段21弯折刚度的90％-97％，优选为95％；在横向方向上，中足段的弯折刚度大于前掌段的弯折刚度，小于承托段21的弯折刚度，为承托段21弯折刚度的90％-97％，优选为95％。这种设置方式能够使中足段有效支撑足弓部位，当足弓部位受到向下的压力而发生形变时，能够有力的维持足弓的稳定性，并起到使足部快速向前过渡的效果。
其中，中足段中的第一过渡区域25的纵向方向上的弯折刚度大于第二过渡区域23的弯折刚度，这种设置方式有利于第一过渡区域25在足部蹬伸时有力的支撑跖趾关节，起到固定踏板的作用，而第二过渡区域23可承托人体足弓部位的前端部分，起到快速过渡的作用。
在纵向方向上，内翼24的弯折刚度与承托段21相同或近似，在横向方向上，内翼24的弯折刚度小于承托段21的弯折刚度，具体为承托段21弯折刚度的85％-95％，优选为90％。这种设置方式有利于蹬伸时足部的自然内旋，同时提供支撑，进一步快速过渡并提高蹬伸效率。
在纵向方向上，外翼26的弯折刚度与承托段21相同或近似，与内翼24相同或近似；在横向方向上，外翼26的弯折刚度也与承托段21相同或近似，大于内翼24的弯折刚度。外翼26整体具有较强的弯折刚度，以保证在足部的落地瞬间提供较强的支撑力，稳定支撑足部，同时提供过渡效果。
进一步，碳板2采用10-12层碳纤维预浸料铺贴而成，其中，碳纤维面密度采用100-250g/m2，优选为150-180g/m2，单层厚度0.10-0.15mm。其中，最上层和最下层为3K纤维织物预浸料，中间4层可设置为0度碳纤维单向带，以用于提升碳板2的支撑性；在中间4层0度碳纤的上下两侧可铺设+/-45度或其他倾斜角度的碳纤维铺层，以提升鞋底的抗扭性能；在碳板2的中足段处可增加两层0度碳纤维单向带，以加强中足段的刚性及支撑性。树脂类型为热固性环氧树脂，树脂含量为33％-45％，优选为36％-42％，也可以选用酚醛树脂或热塑性树脂，如热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙弹性体、聚醚酯弹性体、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚砜、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。
具体的，碳板2可采用的一种优选设置方式如下：
选取型号为T700、面密度为150g/m2和180g/m2两种规格的碳纤维布，进行单向带和3K编织布混合铺层，树脂为环氧树脂，树脂含量为36％。
其中，承托段21采用1层3K编织布叠加10层0度单向带，再叠加1层3K编织布的方式进行铺层；
中足段采用1层3K编织布叠加1层+/-45度单向带，叠加4层0度单向带，叠加1层+/-45度单向带，叠加4层0度单向带，再叠加1层3K编织布的方式进行铺层；
前掌段采用1层3K编织布叠加4层0度单向带，叠加1层+60度单向带，叠加1层-60度单向带，叠加4层0度单向带，再叠加1层3K编织布的方式进行铺层；
内翼采用1层3K编织布叠加3层0度单向带，叠加1层+75度单向带，叠加1层-75度单向带，叠加3层0度单向带，再叠加1层3K编织布的方式进行铺层；内翼中增加倾斜角度的单向带碳纤维铺层，有利于蹬伸时足部自然内旋；
外翼采用1层3K编织布叠加10层0度单向带，再叠加1层3K编织布的方式进行铺层。
翼状碳板2整体可采用热压罐成型工艺压制而成，以使碳板2上形成有多个功能和效果不同的区域，并分别对应人体足部的不同部位，从而有助于提升跑步时整个步态周期内的穿着体验，为前掌落地式跑法的跑者提供更为安全高效的运动表现。
当然，除上述优选实施方式外，翼状碳板2也可以为采用其他硬质材料制成的支撑板件，如酚醛树脂、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙弹性体、聚醚酯弹性体、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚砜、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，或其它无机填料、长纤维或短纤维所形成的复合材料。碳板2可采用一体成型的方式制成，也可采用分段制造再相互连接的方式制成。
进一步，如图1、图6和图7所示，碳板2设置在上层中底1与下层中底3之间，其中，上层中底1内设置有容置槽11，容置槽11的形状与碳板2的形状相匹配，碳板2嵌设在容置槽11中；下层中底3上设置有凸起的固定块31，固定块31对应碳板2的中足段设置，容置槽11对应碳板2中足段的部位形成有两个侧壁，固定块31插设在容置槽11内，嵌设在两个侧壁之间，以对碳板2的中足段进行支撑，同时固定块31可隐藏设置在容置槽11的两个侧壁内。
具体的，上层中底1可采用超临界珠粒发泡材料(尼龙弹性体、热塑性聚氨酯、聚醚酯弹性体中的一种)制成，材料特征为硬度(Asker C)42±3，密度0.10-0.14g/cm3，回弹75％-85％，减震性(Peak G)6-12。材料轻质柔软有弹性，在跑动过程中，可为人体足部的中足部位至前掌部位提供极好的减震和回弹效果。此外，上层中底1也可采用尼龙弹性体、热塑性聚氨酯(包含芳香族型和脂肪族型)、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯、热塑性聚醚酯弹性体、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高苯乙烯橡胶、溴化丁基橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种、两种或两种以上材料，通过超临界发泡或者化学发泡制得。
下层中底3可采用超临界珠粒的发泡材料(尼龙弹性体、热塑性聚氨酯、聚醚酯弹性体中的一种)制成，材料特征为硬度(Asker C)45±3，密度0.10-0.16g/cm3，回弹75％-82％，减震性(Peak G)6-12，可为前掌落地式跑法的跑者提供优异的减震和回弹感。此外，下层中底3也可采用尼龙弹性体、热塑性聚氨酯(包含芳香族型和脂肪族型)、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯、热塑性聚醚酯弹性体、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高苯乙烯橡胶、溴化丁基橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种、两种或两种以上材料，通过超临界发泡或者化学发泡制得。
优选地，上层中底1采用第一材质制成，下层中底3采用第二材质制成，第一材质与第二材质具有不同的弹性性能。
优选地，本发明中的上层中底1和下层中底3为图1中所示的两个独立结构，通过胶黏等方式与碳板2一同固定连接；此外，上层中底1和下层中底3也可以为一体成型结构，如采用浇注等工艺与碳板2一体成型。
进一步，如图1和图8所示，下层中底3的下方设置有大底4，大底4包括前掌部位和中足部位，大底4的前掌部位和中足部位分别与下层中底3的前掌部位和中足部位相对应。具体的，大底4前掌部位的足尖区域和中部区域设置有多条横向走向的第一底花41，能够有效提高跑步时纵向的抓地力，有利于前脚掌向后蹬伸。大底4前掌部位的足尖区域和中部区域还设置有多个圆形(也可采用其他形状)的点状孔洞42，多个点状孔洞42均匀分散排布，可便于提升鞋底前掌部位的弯折舒适感。大底4前掌部位的内侧区域和外侧区域设置有纵向走向的第二底花43，且大底4前掌部位的外侧区域的厚度大于大底4前掌部位的其他区域的厚度，以满足前掌落地式跑法的跑者对落地区域处较高的耐磨需求。大底4中足部位处还设置有多个条形孔洞44，条形孔洞44顺次并排或并列设置，一方面能够减轻大底4整体的重量，另一方面也能够起到防滑和抓地的效果。
具体的，大底4可采用浇注型聚氨酯材料制成，也可以采用尼龙弹性体、热塑性聚氨酯(包含芳香族型和脂肪族型)、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯、热塑性聚醚酯弹性体、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高苯乙烯橡胶、溴化丁基橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种、两种或两种以上材料制成。
本发明中还涉及一种鞋，其鞋底为以上所述的无后跟鞋底。
为了验证本发明的无后跟鞋底及鞋的性能，选取图9中所示的现有竞速跑鞋飞电2.0Elite作为对比测试样鞋，与本发明的无后跟鞋底及鞋进行对比测试。
选取1名采用前掌落地式跑法的顶级竞速马拉松精英跑者，分别穿着上述两款鞋，在跑步机上进行配速4m/s的测试，并采集其动力学和运动学数据。记录10秒钟的数据，并选取10步有效数据进行对比分析。
通过生物力学测试，对比本发明中的无后跟跑鞋和飞电2.0Elite的结果如下：
表1膝、踝关节总做功对比
| 鞋款 | 右踝总功(J) | 右膝总功(J) |
| 对比鞋 | 103.15 | 49.05 |
| 无后跟跑鞋 | 92.17 | 46.70 |
由表1可知，本发明的无后跟跑鞋能在一定程度上减低其踝关节和膝关节的做功。
表2蹬伸前后方向最大力时刻下前后和垂直方向的力
| 鞋款 | 蹬伸前后方向最大力(N) | 蹬伸垂直方向力(N) |
| 对比鞋 | 418.54 | 973.48 |
| 无后跟跑鞋 | 410.80 | 1123.87 |
由表2可知，本发明的无后跟跑鞋在蹬伸过程中，前后方向最大力的时刻下，前后方向最大力对比下降1.8％，但在此时刻垂直方向的最大力提高了15.4％，从而导致蹬伸最大力时刻合力增加了12.9％，大幅度提高了前掌落地式跑法跑者的蹬伸效率。
本发明的无后跟鞋底及鞋具有以下优点：
1、能够为前掌落地式跑法的跑者提供强有力的足部支撑，大幅度提高蹬伸效率，使前掌落地式跑法的跑者能够进行更为高效的长距离跑步，达到节约能量代谢的目的。
2、具有优异的减震和回弹性能，能够有效降低踝关节和膝关节做功，有助于引导运动中足部向前掌的快速稳定过渡，同时有力的维持足弓的稳定性，减轻运动损伤，提升运动安全性。
3、翼状碳板与人体足部不同部位相对应的不同区域具有不同的功能效果，以提升人体足部在跑步时整个步态周期中的整体运动体验，为前掌落地式跑法的跑者提供更为安全高效的运动表现。
4、鞋体重量轻，更有利于提高穿着舒适度，提升运动表现。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (12)
1.一种无后跟鞋底，其特征在于，包括上层中底和下层中底，上层中底和下层中底之间设置有碳板，上层中底包括前掌部位、中足部位和足跟部位，下层中底包括前掌部位和中足部位，下层中底的前掌部位和中足部位与上层中底的前掌部位和中足部位相对应，以使上层中底的足跟部位悬空设置，碳板包括碳板主体，碳板主体包括承托段，承托段对应人体足部的足跟部位设置，承托段贴合设置在上层中底的足跟部位处，以与上层中底的足跟部位共同悬空设置。
2.如权利要求1所述的无后跟鞋底，其特征在于，碳板为翼状碳板，碳板主体上设置有内翼和外翼，内翼对应人体足部内侧的中前部位设置，外翼对应人体足部外侧的中前部位设置。
3.如权利要求2所述的无后跟鞋底，其特征在于，碳板主体包括前掌段和中足段，前掌段对应人体足部的前掌部位设置，中足段对应人体足部的中足部位设置，中足段的一端与承托段相连接，另一端与前掌段相连接，内翼和外翼位于前掌段的两侧，朝向中足段延伸设置。
4.如权利要求3所述的无后跟鞋底，其特征在于，中足段包括支撑区域和过渡区域，支撑区域的一端与承托段相连接，另一端通过过渡区域与前掌段相连接，中足段的支撑区域和承托段在竖向方向上的位置高于前掌段的位置，以使前掌段、内翼和外翼靠近地面设置，中足段的支撑区域和承托段靠近人体足部设置。
5.如权利要求4所述的无后跟鞋底，其特征在于，上层中底内设置有容置槽，容置槽的形状与碳板形状相匹配，碳板嵌设在容置槽中，下层中底上设置有固定块，固定块对应碳板的中足段设置，固定块插设在容置槽内，以对碳板的中足段进行支撑。
6.如权利要求4所述的无后跟鞋底，其特征在于，碳板主体的承托段的整体弯折刚度大于中足段的整体弯折刚度，中足段的整体弯折刚度大于前掌段的整体弯折刚度。
7.如权利要求6所述的无后跟鞋底，其特征在于，前掌段在纵向方向和横向方向上的弯折刚度均小于承托段的弯折刚度；中足段在纵向方向上的弯折刚度小于承托段的弯折刚度，在横向方向上的弯折刚度大于前掌段的弯折刚度、小于承托段的弯折刚度；内翼在横向方向上的弯折刚度小于承托段和外翼的弯折刚度。
8.如权利要求6或7所述的无后跟鞋底，其特征在于，前掌段包括连接区域、跖趾关节区域和趾骨区域，趾骨区域对应人体足部的趾骨部位设置，跖趾关节区域对应人体足部的跖趾关节部位设置，跖趾关节区域通过连接区域与中足段相连接，内翼和外翼设置在连接区域上，连接区域和跖趾关节区域在纵向方向上的弯折刚度相同，均小于承托段的弯折刚度，趾骨区域在纵向方向上的弯折刚度小于连接区域和跖趾关节区域的弯折刚度。
9.如权利要求6或7所述的无后跟鞋底，其特征在于，中足段的过渡区域包括第一过渡区域和第二过渡区域，第一过渡区域靠近前掌段设置，第二过渡区域靠近支撑区域设置，第一过渡区域在纵向方向上的弯折刚度大于第二过渡区域的弯折刚度。
10.如权利要求1所述的无后跟鞋底，其特征在于，下层中底的下方设置有大底，大底包括前掌部位和中足部位，大底的前掌部位和中足部位与下层中底的前掌部位和中足部位相对应。
11.如权利要求10所述的无后跟鞋底，其特征在于，大底前掌部位的足尖区域和中部区域设置有多个点状孔洞和横向走向的底花，大底前掌部位的内侧区域和外侧区域设置有纵向走向的底花，大底前掌部位的外侧区域的厚度大于大底前掌部位的其他区域的厚度，大底中足部位设置有多个条形孔洞。
12.一种鞋，其特征在于，包括权利要求1至11中任一所述的无后跟鞋底。
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