CN116114968A - 一种鞋用碳板及鞋底 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种鞋用碳板及鞋底，属于鞋技术领域，鞋用碳板包括依次连接的前掌部、足弓部和后跟部；除第一跖趾关节外的所有跖趾关节的水平投影均位于前掌部，外侧纵弓的水平投影位于足弓部，内侧足弓的水平投影位于足弓部外；后跟部设有镂空部；足弓部和后跟部的连接处向上隆起，后跟部呈凹陷的圆弧状。本发明提供的鞋用碳板及包括该鞋用碳板鞋底能够有效提高承试人的助跑摸高时的高度，同时增强对足弓部的保护性能。
Description
技术领域
本发明涉及鞋技术领域，特别涉及一种篮球/排球的鞋用碳板及鞋底。
背景技术
篮球运动员易建联助跑摸高的绝对高度为373cm，最大垂直弹跳高度为90cm，扣篮对于一些专业运动员而言是轻而易举的事情，速度、力量等身体素质可以通过专业训练获得大幅提升，但是极大地受制于助跑摸高高度的扣篮技术是有基本门槛的。据资料分析报道，扣篮的门槛是助跑摸高的绝对高度达到327cm。与篮球运动相比，在排球运动中，对助跑摸高追求有过之而不及。例如，米雷亚·路易斯身高只有174cm，但她的助跑摸高达到337cm。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高助跑摸高时的高度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种鞋用碳板，包括依次连接的前掌部、足弓部和后跟部；
除第一跖趾关节外的所有跖趾关节的水平投影均位于前掌部，外侧纵弓的水平投影位于足弓部，内侧足弓的水平投影位于足弓部外；后跟部设有镂空部；
足弓部和后跟部的连接处向上隆起，后跟部呈凹陷的圆弧状。
本发明的有益效果在于：本发明的鞋用碳板能有效提高承试人的助跑摸高时的高度，彻底释放第一跖趾关节的灵活度，充分发挥足部的绞盘机制，增强第一跖趾关节的蹬伸工效和其他跖趾关节的保护功能，增强内侧足弓的灵活性，增加跟骨与鞋之间的包裹性和稳定性，将水平速度转换为垂直方向的速度，增加起跳时的垂直地面反作用力，增大脚踝绷紧的工效。
附图说明
图1所示为本发明的一种鞋用碳板的俯视图；
图2所示为本发明的一种鞋用碳板的正视图；
图3所示为本发明的一种鞋用碳板的结构示意图；
图4所示为本发明具体实施方式的实施例中足底压力分布图；
图5所示为本发明具体实施方式中鞋底的结构示意图；
图6所示为本发明具体实施方式中某品牌跑鞋助跑摸高结果图；
图7所示为本发明具体实施方式中碳板鞋助跑摸高结果图；
标号说明：1、前掌部；2、足弓部；3、后跟部；4、镂空部。
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。
本发明最关键的构思在于：通过在碳板上设置特殊的前掌部和足弓部同时后跟部设置镂空部，提高助跑摸高时的高度。
本发明的一种鞋用碳板，包括依次连接的前掌部、足弓部和后跟部；
人体的足部除第一跖趾关节外的所有跖趾关节的水平投影均位于前掌部，人体的足部的外侧纵弓的水平投影位于足弓部，人体的足部的内侧足弓的水平投影位于足弓部外；后跟部设有镂空部；人体的足部的脚跟的水平投影位于后跟部；
足弓部和后跟部的连接处向上隆起，后跟部呈凹陷的圆弧状。
在设计过程中，根据第一跖趾关节独立于其他跖趾关节这一足弓结构特征，碳板设计时把第一跖趾关节与其他跖趾关节分离，提高第一跖趾关节的绞盘工效；足弓是一个由7块楔骨5块跖骨构成的承载非对称性结构，主要分为横弓、内侧纵弓和外侧纵弓，保留足弓外侧的碳板结构，切除足内侧碳板，增强足内侧弓的缓震储能和足外侧弓的保护性；根据“增大反作用力，提高速度”的原则和起跳技术特点，在后跟部进行侧面弧度设计，将水平速度转换为垂直方向的速度，增加起跳时的垂直地面反作用力，提高助跑摸高时的运动表现。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：解析NBA球员中助跑摸高最优秀的运动员的起跳技术。招募受试者，学习并改进起跳技术，基于zebris足底压力测试系统获得起跳过程鞋-支撑面之间的压力积分；通过Qualisys运动捕捉系统，获取起跳时的“鞋-地”角度。通过压力积分和触地角度，将碳板设计成不仅不削弱前掌和后跟的本体感觉，同时具有跟骨与踝关节保护功能、提高运动表现的鞋承载结构。首次采用承试人的足底压力和触地角度作为载荷条件和约束条件优化设计鞋用碳板，前掌部根据第一跖趾关节独立于其他跖趾关节这一足部结构特征，设计碳板把第一跖趾关节与其他跖趾关节分离，即在鞋用碳板中将第一跖趾关节部分的碳板切除和保留其他跖趾关节，释放第一跖趾关节的灵活度，彻底释放第一跖趾关节的灵活度，增大蹬伸时第一跖趾关节的工效，充分发挥足部的绞盘机制，增强第一跖趾关节的蹬伸工效和其他跖趾关节的保护功能。将足弓部碳板的内侧切除和外侧保留，以增强足内侧弓的灵活性和足中部的保护性。基于提高速度的理论“绷紧脚踝，增大反作用力”的原则，在后跟部进行侧面弧度设计，以增加跟骨与鞋垫之间的包裹性和稳定性，增大脚踝绷紧的工效，在后跟部设置镂空部且呈凹陷的圆弧状，与足形态和起跳技术特点完全契合，充分发挥对运动表现的促进作用。
进一步地，碳板的水平投影中，前掌部为圆弧形，曲率圆的半径为11～40mm，前掌部第一跖趾关节切除长度为前掌部内侧的1/3处，前掌碳板宽度为59-71mm(对应鞋码为39-44码)。
从上述描述可知，在鞋用碳板中将第一跖趾关节部分的碳板切除和保留其他跖趾关节，释放第一跖趾关节的灵活度，增大蹬伸时第一跖趾关节的工效。
进一步地，足弓部的内侧为圆弧形，曲率圆的半径为40-45mm，足弓部的外侧为圆弧形，曲率圆的半径为200-210mm，足弓部的宽度为19-23mm。
从上述描述可知，足弓部为承载非对称性结构，设置不同的曲率圆的半径，增强足内侧弓的缓震储能和足外侧弓的保护性。
进一步地，碳板的垂直投影中，前掌部和足弓部呈水平状，圆弧状的最低处为距后跟部的末端51-61mm处，曲率圆半径为55-60mm，弧长为57-61mm。
从上述描述可知，在后跟部设计呈凹陷的圆弧状，限定圆弧状的具体设置位置，以增加跟骨与鞋垫之间的包裹性和稳定性，增大脚踝绷紧的工效。
进一步地，镂空部为圆形，圆形的圆心位置距后跟部的末端为25-31mm，距后跟部的内侧端为25-30mm，直径为35-42mm。
从上述描述可知，通过压力积分和触地角度，将碳板设计成不仅不削弱前掌和后跟的本体感觉，同时具有跟骨与踝关节保护功能、提高运动表现的鞋用承载结构。
进一步地，前掌碳板宽度为59-71mm，碳板的长度为200-240mm。
进一步地，碳板为厚度1.5mm的碳纤维板，杨氏模量为5000-8000MPa，泊松比0.27。
从上述描述可知，限定碳板的厚度和材质，降低鞋体的重量，让穿着者更加灵便轻盈。
进一步地，人体足部的横弓的水平投影位于碳板的前掌部上。
从上述描述可知，人体足弓是一个由7块楔骨5块跖骨构成的承载非对称性结构，主要分为横弓、内侧纵弓和外侧纵弓。
本发明的另一种方案：一种鞋底，包括鞋大底和上述的鞋用碳板，鞋大底的内表面与碳板连接组成鞋底。
从上述描述可知，在鞋大底上设置鞋用碳板，使鞋子更具有高弹性，将水平速度转换为垂直方向的速度，增加起跳时的垂直地面反作用力，提高助跑摸高时的运动表现。
请参照图1至图3所示，本发明的实施例1为：
一种鞋用碳板，包括依次连接的前掌部、足弓部和后跟部；
将第一跖趾关节底部碳板进行分离和切除，仅保留其他跖趾关节底部碳板，除第一跖趾关节外的所有跖趾关节的水平投影均位于前掌部；碳板的水平投影中，前掌部为圆弧形，曲率圆的半径为11mm，前掌部第一跖趾关节切除长度为前掌部内侧的1/3处，前掌宽度为67mm；鞋码为42.5码，前掌部上还设有横弓。
将足弓部的内侧碳板进行切除，仅保留足弓外侧的碳板，外侧纵弓的水平投影位于足弓部，内侧足弓的水平投影位于足弓部外；足弓部的内侧为圆弧形，曲率圆的半径为40mm，足弓部的外侧为圆弧形，曲率圆的半径为200mm，足弓部的宽度为22mm；
在后跟部设有镂空部；镂空部为圆形，圆形的圆心位置距后跟部的末端为29mm，距后跟部的内侧端为28mm，直径为40mm；
足弓部和后跟部的连接处向上隆起，后跟部呈凹陷的圆弧状；
碳板的垂直投影中，前掌部和足弓部呈水平状，圆弧状的最低处为距后跟部的末端58mm处，曲率圆半径为55mm，弧长为55mm；碳板的最大宽度为67mm，碳板的长度为228mm；碳板为厚度1.5mm的碳纤维板，杨氏模量为5000MPa，泊松比0.27。
请参照图1～3，以及图5所示，本发明的实施例2为：
一种鞋底，包括鞋大底和实施例1的鞋用碳板，鞋大底的内表面与碳板胶接组成鞋底。
效果验证例
请参照图1至图7所示，本发明基于起跳技术对受试者进行针对性训练，使其成为助跑摸高的承试人。基于承试人起跳动作的足底压力分布，将设计的碳板嵌入鞋中，形成优化后的鞋，如图5。
测试实施例1所得鞋用碳板制成的鞋的实际作用效果。
测试前，承试人先慢跑30min，然后拉伸10min，试跳1次后进行测试；
承试人先穿着某品牌跑鞋试跳3次，组间休息1min，取最佳成绩；穿着嵌入本发明碳板的鞋试跳3次，取最佳成绩；
其中，摸高器测量底部高度设置为310cm，每种拨片分为10片，每片厚度为1cm，即每种颜色拨片的高度为10cm。
测试结果，相比于某品牌跑鞋，嵌入本发明的碳板鞋在进行助跑摸高时，高度由334cm提高至343cm，即高度增加了11cm。
综上所述，本发明提供的鞋用碳板能有效提高承试人的助跑摸高的运动高度表现。前掌部根据第一跖趾关节独立于其他跖趾关节这一足部结构特征，设计碳板把第一跖趾关节与其他跖趾关节分离，彻底释放第一跖趾关节的灵活度，充分发挥足部的绞盘机制，增强第一跖趾关节的蹬伸工效和其他跖趾关节的保护功能；将足弓部碳板的内侧切除和外侧保留，以增强足内侧弓的灵活性和足中部的保护性。后跟部的圆形镂空和侧面弧度设计，与足形态和起跳技术特点完全契合，充分发挥对运动表现的促进作用；另外，基于提高速度的理论“绷紧脚踝，增大反作用力”的原则，在篮球/排球鞋碳板的后跟侧面弧度设计有助于增加跟骨与鞋之间的包裹性和稳定性，将水平速度转换为垂直方向的速度，增加起跳时的垂直地面反作用力，增大脚踝绷紧的工效。
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 (9)
1.一种鞋用碳板，其特征在于，包括依次连接的前掌部、足弓部和后跟部；
除第一跖趾关节外的所有跖趾关节的水平投影均位于所述前掌部，外侧纵弓的水平投影位于所述足弓部，内侧足弓的水平投影位于所述足弓部外；所述后跟部设有镂空部；
所述足弓部和后跟部的连接处向上隆起，所述后跟部呈凹陷的圆弧状。
2.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述碳板的水平投影中，所述前掌部为圆弧形，曲率圆的半径为11～40mm，所述前掌部第一跖趾关节切除长度为前掌部内侧的1/3处，最大宽度为59-71mm。
3.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述足弓部的内侧为圆弧形，曲率圆的半径为40-45mm，所述足弓部的外侧为圆弧形，曲率圆的半径为200-210mm，所述足弓部的宽度为19-23mm。
4.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述碳板的垂直投影中，所述前掌部和足弓部呈水平状，所述圆弧状的最低处为距后跟部的末端51-61mm处，曲率圆半径为55-60mm，弧长为57-61mm。
5.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述镂空部为圆形，所述圆形的圆心位置距后跟部的末端为25-31mm，距后跟部的内侧端为25-30mm，直径为35-42mm。
6.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述碳板的宽度为59-71mm，所述碳板的长度为200-240mm。
7.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述碳板为厚度1.5mm的碳纤维板，杨氏模量为5000-8000MPa，泊松比0.27。
8.根据权利要求1所述的一种鞋用碳板，其特征在于，所述横弓的水平投影位于前掌部。
9.一种鞋底，其特征在于，包括鞋大底和权利要求1～8任一项所述的鞋用碳板，所述碳板与所述鞋大底的内表面连接组成鞋底。
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