WO2009154494A1 - Energy storage shoes - Google Patents

Energy storage shoes Download PDF

Info

Publication number
WO2009154494A1
WO2009154494A1 PCT/RU2008/000361 RU2008000361W WO2009154494A1 WO 2009154494 A1 WO2009154494 A1 WO 2009154494A1 RU 2008000361 W RU2008000361 W RU 2008000361W WO 2009154494 A1 WO2009154494 A1 WO 2009154494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sole
spring
foot
shoes
shoes according
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000361
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Марк Рудольфович ШИРОКИХ
Original Assignee
Shirokikh Mark Rudolfovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shirokikh Mark Rudolfovich filed Critical Shirokikh Mark Rudolfovich
Priority to KR1020107017273A priority Critical patent/KR101282310B1/en
Priority to BRPI0822114-6A priority patent/BRPI0822114A2/en
Priority to PCT/RU2008/000361 priority patent/WO2009154494A1/en
Priority to MX2010009481A priority patent/MX2010009481A/en
Publication of WO2009154494A1 publication Critical patent/WO2009154494A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/18Resilient soles
    • A43B13/181Resiliency achieved by the structure of the sole
    • A43B13/183Leaf springs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B25/00Stilts or the like
    • A63B25/10Elastic bouncing shoes fastened to the foot

Definitions

  • the invention relates to shoes that provide energy storage, including shoes for everyday use, sports shoes for running, jumping, etc., shoes for climbers, as well as shoes used as rehabilitation tools to restore the working capacity of the leg muscle ligaments.
  • Regular shoes serve to protect a person's legs from external influences.
  • it contains a sufficiently dense and strong sole and an associated top, fixing the position of the sole relative to the foot and protecting the foot if necessary from environmental influences.
  • Known shoes mainly for sports, including a support device made in the form of a shin covering a boot and an auxiliary system of levers spring-loaded with spiral helical springs, the main of which is installed near the heel of the boot with the possibility of rotation and longitudinal displacement relative to this axis, and its main the part extends downward relative to the sole of the boot (see patent RU N ° 2238125, priority 04/27/1998 GB).
  • the shoe user When moving, the shoe user raises and moves the foot and boot forward so that he and the protruding lever do not touch the ground, then when the boot moves down the main lever, first contacting the ground, rotates to overcome the action of the spring, the spiral coil spring is deformed, storing energy that will facilitate the further movement of the boot in the upward direction.
  • the prototype includes a support platform, which is a sole with fixing the position of the foot relative to the sole elements.
  • the platform is made in the form of shoes, the back of the platform - the soles of which are connected by means of a vertical element with the fixture fixing element on the calf of the foot.
  • the lower part of the supporting platform - the sole by means of a lever is pivotally connected with the lower part of the arcuate (onion-like) leaf spring.
  • the upper part of the spring is rigidly connected to the fixing element of the device on the calf.
  • the lower supporting part of the arcuate leaf spring is provided with a pad with a radial wear-resistant surface (see US patent JV26840893, priority July 17, 2003).
  • the use of an arcuate spring made it possible to get away from coil springs, which increased the energy storage efficiency and the reliability of the device.
  • the objective of the present invention is to provide a simple, easy-to-use shoe for widespread use in everyday life, sports, medicine, etc., which allows the effective use of both the mass of the user and his muscle energy to accumulate (accumulate) energy and transfer this energy to push the leg.
  • the front part of the sole is made in the form of a spring bent downwardly cantilever fixed relative to the rest of the sole of the leaf spring, and the fixing the elements also provide pressure on the front of the foot to the sole spring.
  • the initial angle between the bent spring and the rest of the sole from the supporting surface is less than 180 °.
  • the area of attachment and bending of the sole spring may correspond to the beginning of the metatarsus, phalanx of the toes of the foot or be closer to the heel.
  • the spring may be made of an elastic polymeric material or other elastic material.
  • the initial angle of bending of the spring of the sole can be selected depending on its properties, as well as the purpose of the shoe and the physical capabilities of the user.
  • the cross section of the spring of the sole can be made constant or variable in length.
  • the elastic properties and stiffness of the sole spring can be constant or variable in length.
  • the spring of the sole may have sections with a C-shaped cross section for partial coverage of the foot.
  • the front part of the spring of the sole can be made curved, for example, hook-shaped, for engagement with the protruding irregularities of the supporting surface.
  • the object of the invention is shoes, in which a leaf spring, designed to accumulate the energy spent on its deformation when walking, and the subsequent return of energy when removing the load, is combined with an element of ordinary shoes - the sole, while its initial position is the bend down.
  • Shoes can be manufactured in an industrial or artisanal way, therefore, meets the criterion of “industrial applicability)).
  • FIG. 1 the appearance of shoes with a composite sole and an initial angle between the spring and the rest of the sole a little less than 180 °
  • FIG. 2 shoes with a composite sole and an initial angle significantly less than 180 °
  • FIG. 3 shoes with a composite sole and an angle between the spring and the back of the sole less than 90 °
  • FIG. 4 shoes with a composite sole and hook-like curved spring
  • FIG. 5 shows strain options for walking the sole with the composite sole shown in FIG. 1, depending on the physical properties (elasticity, stiffness) of the spring (the dotted line shows the initial free position of the spring) and the magnitude of the load, incl. :
  • the spring is bent in the direction opposite to the initial position; 5c - with insufficient exposure to body weight or insufficient muscle effort, a stiff spring does not reach a flat state, it remains under load bent downward, although with an angle greater than the initial angle between the spring and the back of the sole less than 180 °;
  • the inventive shoes include sole 1 and upper 2.
  • the sole 1 is made integral.
  • the front part of the sole 1 is an elastic leaf spring 3, cantilever mounted relative to the second part 4 of the sole 1.
  • the cantilever spring is a continuation of the rear part 4 of the sole 1. In the initial position, the spring 3 is bent downward at an angle ⁇ with respect to the rear part 4 of the sole 1.
  • the bend zone of the sole 1 may correspond to the traditional places of the bend of the foot: the end of the toe, the zone of the end of the metatarsus (metatarsus) or the zone adjacent to the heel.
  • the upper 2 of the shoe performs the function of fixing the position of the foot relative to the sole 1, including the function of elements that fix the position of the foot relative to the bendable spring 3.
  • the upper 2 of the shoe can be made partially or completely of elastic material, providing, on the one hand, the possibility of periodic bending or bending the sole 1, and on the other hand, pressing the foot, including its front, to the sole 1.
  • the user can use the muscles to prevent the bend of the sole spring (spring return to ref The battery positive voltage) or force it to straighten.
  • the initial angle ⁇ between the front elastic and rear main parts 3 and 4 of the sole 1 is less than 180 ° (see Figs. 1,2,3).
  • the angle can be different, including the angle can be less than 90 ° (Fig. 3).
  • the spring 3 of the sole can be made of elastic polymer materials, and the characteristics of the spring can be either constant along its entire length or variable.
  • the form of the claimed shoe may be different. It can be warm winter shoes in the form of boots or boots, or it can be lightweight summer, for example, in the form of sandals or sneakers (not shown in the drawings).
  • the upper of the shoe is configured to periodically bend and straighten the spring 3 of the sole 1, while the human foot is fixed relative to the sole 1 and can move after the spring 3 of the sole 1 or resist movement, preventing the movement (return) of the spring 3 to its original position.
  • Upper 2 may have the usual shape for closed shoes, but it should be possible to periodically change the angle between parts 3 and 4 of the sole 1 within a fairly wide range.
  • it can be made of elastic material or may contain easily deformable inserts, for example, corrugated ones (not shown in the drawing) in areas subject to stretching and compression.
  • the upper 2 of the shoe may be or include locking elements that provide reliable retention of the foot, including its front forefoot-metatarsal part in the shoe.
  • the fixing elements can be made in the form of:
  • the initial angle between the parts of the sole 1 is less than the traditional angle of 180 °.
  • the smallest possible angle can even be less than 90 ° (see Fig. 3).
  • Shoes with an angle approaching 90 ° and less than 90 ° it is advisable to use in sports or for training, since in this case, before the start of the movement, certain muscular efforts will have to be applied for the initial preliminary stretching (extension) of the spring 3, in order to exclude Significant kink of the toe. The same efforts are necessary for any separation of the leg from the supporting surface.
  • the use of shoes with angles approaching 90 ° (Fig. 3) is associated with a certain risk and therefore requires special skills.
  • the size and shape of the cross section along the length of the spring can be different, for example, to increase the stiffness of the spring in certain areas, the cross-sectional area can be increased.
  • the spring may have a C-shaped section in some areas.
  • the amount of spring stiffness can be selected depending on the purpose: a “soft” spring for everyday shoes and a stiffer spring for sports shoes.
  • the sole is not straight (without kinks), but has a pronounced kink, the angle between the parts of the sole (cantilever spring and the rest of the sole) is less than the traditional angle of 180 °, the front part of the sole is bent down .
  • the execution of a part of the sole in the form of a cantilever elastic element, bent downwards in the initial position, provides periodic deformation of the sole under the influence of the user's mass and / or efforts from the muscles and tendons of the leg with the simultaneous accumulation of energy expended on this deformation.
  • the spring on the sole of the first leg freed from the effects of the mass of a person, tends to return to its original bent down position.
  • the return of the spring to its initial bent position can be made gradually or quickly enough, while it pushes the finger part of the foot from the supporting surface to move the leg forward.
  • the process of moving in the inventive shoes is similar to the movement on tiptoe: the user pushes away from the supporting surface at each step, and repulsion occurs automatically.
  • the deformation of the spring is mainly provided by the mass of the user.
  • the leg is torn from the support and the muscles of the foot are relaxed (the foot does not try to maintain a flat position of the spring)
  • the angle between the front and rear parts of the sole due to the release of the spring returns to its original value.
  • Landing due to the spring bending is carried out on the toe of the foot protruding downward and only then, under the influence of the mass of the person, the sole is straightened and the foot fully or partially supported. With full contact, the angle between the front forefoot and the main back of the sole approaches the traditional 180 °.
  • a different character of movement is possible: landing can occur first on the calcaneal part of the leg with simultaneous deformation of the spring under the action of the body mass of a person to a flat state.
  • the initial bending angle of the spring may be different. For example, when using such shoes with people who are conservative and not very physically strong, it is advisable to use relatively small deviations from the traditional flat sole, to use shoes with an initial angle from 165 ° - 175 °. For young people and trained people, the starting angle between the spring and the back of the sole can be 140 °. Teenagers will love more extreme options with angles approaching 120 °. For training athletes, as well as for extreme movements, the starting angle can approach 90 ° or even be less than 90 °.
  • Rigidity and coefficient of elasticity can be distinguished by the length of the spring, for example, in the bend zone, the spring may be less rigid than in the rest of the spring.
  • the back of the sole for example, located under the heel, when pushing the spring from the supporting surface, acts as a lever relative to the mating point of the spring and the back of the sole. In this case, the action of the released energy accumulated by the spring is supplemented by the action of the lever.
  • the spring turning relative to the point of cantilever closure, acts on the back of the sole, trying to turn it up.
  • the characteristics of the elements fixing the position of the foot relative to the sole are also essential. These elements should press the foot to the sole in any position, including the initial curved position of the spring. In addition, this element should provide the possibility of partial or complete straightening of the sole (increasing the angle between the sole spring and the back of the sole up to 180 °) due to the muscular action of the user. Additional conditions are the ability to change the angle without destroying parts of the shoe.
  • the described features can be in the form of traditional walking, running, jumping, etc.
  • the implementation of the front part of the sole in the form of a bent hook allows you to use shoes to move over stones and rocks.
  • a person if necessary, can “grab” one leg for uneven soil and find at that moment a suitable support for the second leg.
  • the spring presses the front of the sole with a curved hook-shaped end and, together with it, the toe of the foot to the selected protruding support. Then, by tensioning the muscles, the person “rips” the spring and “detaches” from the support, transferring the weight to the other leg.
  • Such shoes allow you to effectively use the physical abilities of a person, in particular, to fully utilize his weight and ensure the effective functioning of the muscles and tendons of the foot.
  • the specified embodiment makes the shoes light, simple and convenient to operate, allowing efficient use of the user's mass and the work of his muscles to accumulate (accumulate) energy and transfer this energy to repel legs.
  • Such shoes can be used as in everyday life, and different categories mountains of users, and for sports. It can be used to develop joints after injuries, etc.
  • the movement in the inventive shoes is as follows.
  • a person chooses shoes with the most suitable characteristics of spring 3 and fixing elements.
  • a person In order to put on the claimed shoes, a person must either allow the foot to bend down after the sole 1 under the action of the fixing elements, or immediately in the process of shoeing with the muscle muscles to partially or completely straighten the spring, that is, increase the angle between the spring 3 and the rest of the sole 4 4 to the maximum possible - 180 °.
  • a person stands on a supporting surface (earth), while the mass of a person acts on the spring. Under its influence, the spring 3 is deformed with the approach of the angle between the parts of the sole 1 to 180 °.
  • the person begins to move. He raises one leg while continuing to lean on the other leg.
  • the spring is released from the effects of the mass of a person. If the user does not apply certain muscular efforts, then the angle between the spring decreases to the original, while pushing the leg forward and up.
  • the foot of the foot partially or completely bends down along with the bending sole. Further, this leg descends to the supporting surface. The foot can touch the supporting surface with the toe and only then, overcoming the action of the spring, the foot deforms it to an angle of 180 °, and rests on the entire foot.
  • the user performs a preliminary “download”: partial compression and relaxation of the spring due to the action of muscles with a gradual increase in the amplitude and frequency of oscillations. With maximum deformation of the spring, he jumps. In this case, the occurrence and use of the resonance effect is possible.

Abstract

The invention relates to shoes for storing energy produced by the deformation of a plate spring, which shoes comprise a sole and elements for fixing the foot position in relation to the sole. The invention is characterised in that the front part of the sole is in the form of a downward bent plate spring which is cantilever fitted in relation to the remaining part of the sole and in that the fixing elements are also used for pressing the front part of the foot against the sole spring. The angle between the bent spring and the rear part of the sole corresponds to the beginning of the metatarsus, the foot phalangeal bones or is brought near the heel. The spring may be made of an elastic material, for example, a polymer material. The original bent angle of the sole spring is selected according to the properties thereof, the shoes use and to a user's physical capabilities. The sole spring cross-section is constant or variable along the length thereof. The elastic properties of the sole spring are constant or variable along the length thereof. The sole spring has segments with a C-shaped cross-sections for embracing a part of the foot. The front part of the sole spring can be curved, for example for adhering to the projected unevennesses of a supporting surface.

Description

Обувь с аккумулированием энергии. Shoes with energy storage.
Изобретение относится к обуви, обеспечивающей аккумулирование энергии, в том числе обуви для повседневного использования, спортивной обуви для бега, прыжков и др., обуви для альпинистов, а также обуви, используемой в качестве средства реабилитации для восстановления работоспособности связок мышц ноги. Обычная обувь служит для защиты ног человека от внешних воздействий. В соответствии с назначением она содержит достаточно плотную и прочную подошву и связанный с ней верх, фиксирующий положение подошвы относительно ступни и защищающий при необходимости ногу от воздействия окружающей среды.The invention relates to shoes that provide energy storage, including shoes for everyday use, sports shoes for running, jumping, etc., shoes for climbers, as well as shoes used as rehabilitation tools to restore the working capacity of the leg muscle ligaments. Regular shoes serve to protect a person's legs from external influences. In accordance with the purpose, it contains a sufficiently dense and strong sole and an associated top, fixing the position of the sole relative to the foot and protecting the foot if necessary from environmental influences.
Форма выполнения подошвы и верха в зависимости от назначения обуви мо- жет быть различной (см. Большая советская энциклопедия, далее БЭС. Обувь. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00054/l 6400.htm?text=%D0%BE%D0%B 1 %D 1 % 83%D0%B2%D 1 %8Q.The execution form of the sole and the top, depending on the purpose of the shoe, can be different (see. Great Soviet Encyclopedia, hereinafter BES. Shoes. Http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00054/l 6400.htm? text =% D0% BE% D0% B 1% D 1% 83% D0% B2% D 1% 8Q.
Указанная обувь не оказывает заметного влияния на способ перемещения человека. При ходьбе человек поднимает одну ногу, опираясь в этот момент на вторую, переносит поднятую ногу вперед и опускает ее на опорную поверхность (землю). Далее процесс повторяется.These shoes do not have a significant effect on the way a person is moved. When walking, a person raises one leg, resting at that moment on the second, transfers the raised leg forward and lowers it onto the supporting surface (ground). The process is then repeated.
Одной из особенностей перемещения человека по сравнению с большинством других млекопитающих является характер осуществления контакта ноги с опорной поверхностью. Человек при переносе веса на другую ногу обычно сначала опирается на пяточную часть ступни и только затем переносит нагрузку на всю ступню.One of the features of human movement compared to most other mammals is the nature of the contact of the leg with the supporting surface. When transferring weight to the other leg, a person usually first rests on the heel of the foot and only then transfers the load to the entire foot.
Недостатком такого способа перемещения при ходьбе является нерациональное расходование энергии. Гравитационная составляющая при каждом шаге полностью теряется. Недостаточно эффективно работают органы тела, имеющие возможность частичного аккумулирования энергии, например ахиллесово сухожилие, голе- ностопный сустав и др.The disadvantage of this method of movement when walking is the waste of energy. The gravitational component at each step is completely lost. The organs of the body that have the ability to partially accumulate energy, for example, the Achilles tendon, ankle joint, etc., are not working effectively enough.
Большинство животных перемещается другим способом. Первичное касание опорной поверхности (земли) у них осуществляется носочной (передней) частью ноги (лапы), при этом голеностопный сустав работает на скручивание, сухожилия рас- тягиваются, аккумулируя энергию, а затем происходит выделение энергии и дополнительное отталкивание ноги (лапы), осуществляющей следующий шаг или прыжок.Most animals move in a different way. The primary touch of the supporting surface (earth) is carried out by the forefoot (front) part of the leg (paw), while the ankle joint works on twisting, the tendons are pulled together, accumulating energy, and then there is the release of energy and additional repulsion of the leg (paws), carrying out the next step or jump.
У человека первичное опирание на пальцы и плюснину ноги происходит только иногда, например, при беге. Известно большое количество разнообразных приспособлений для повышения эффективности перемещения человека, основанных на аккумулировании энергии деформируемым при ходьбе упругим элементом и выделении ее при возврате этого элемента в исходное положение.In humans, the primary resting on the fingers and metatarsus of the leg occurs only occasionally, for example, when running. A large number of various devices are known for increasing the efficiency of a person’s movement, based on the accumulation of energy by an elastic element that is deformable when walking and when it is released when it returns to its original position.
Известна обувь, преимущественно для занятий спортом, включающая устрой- ство поддержки, выполненное в виде охватывающего голень ботинка и вспомогательной системы из подпружиненных спиральными винтовыми пружинами рычагов, основной из которых установлен вблизи пятки ботинка с возможностью поворота и продольного смещения относительно этой оси, причем его основная часть выходит вниз относительно подошвы ботинка (см. патент RU N°2238125, приоритет 27.04.1998 GB).Known shoes, mainly for sports, including a support device made in the form of a shin covering a boot and an auxiliary system of levers spring-loaded with spiral helical springs, the main of which is installed near the heel of the boot with the possibility of rotation and longitudinal displacement relative to this axis, and its main the part extends downward relative to the sole of the boot (see patent RU N ° 2238125, priority 04/27/1998 GB).
При перемещении пользователь обуви поднимает и перемещает вперед ногу и ботинок таким образом, чтобы он и выступающий рычаг не касались земли, затем при движении ботинка вниз основной рычаг, первым соприкасаясь с землей, поворачивается, преодолевая действие пружины, спиральная винтовая пружина деформиру- ется, запасая энергию, которая будет содействовать в дальнейшем движению ботинка в направлении вверх.When moving, the shoe user raises and moves the foot and boot forward so that he and the protruding lever do not touch the ground, then when the boot moves down the main lever, first contacting the ground, rotates to overcome the action of the spring, the spiral coil spring is deformed, storing energy that will facilitate the further movement of the boot in the upward direction.
Недостатком указанной обуви и способа перемещения в ней является значительная сложность конструкции и неудобство способа передвижения, в частности связанное с необходимостью поднимания обуви на значительную высоту. Похожий принцип использован при создании конструкции приспособления по патенту US N°6840893, приоритет 29.04.2002). Данное устройство также основано на использовании пружин, деформирующихся при опускании ноги на опорную поверхность, и возвращающих энергию при подъеме ноги.The disadvantage of this shoe and the method of movement in it is the significant complexity of the design and inconvenience of the method of movement, in particular associated with the need to raise the shoe to a considerable height. A similar principle was used when creating the design of the device according to the patent US N ° 6840893, priority 29.04.2002). This device is also based on the use of springs, deforming when lowering the legs to the supporting surface, and returning energy when lifting the legs.
Однако конструкция также очень громоздка и неприемлема для использова- ния в повседневной жизни.However, the design is also very bulky and unacceptable for use in everyday life.
Известна обувь в виде высокого ботинка, снабженного приспособлением для усиления прыгучести, содержащим опорный элемент, обеспечивающий надежную фиксацию ступни, и связанный с ним с возможностью поворота охватывающий икру элемент, причем узел поворота располагается на одной оси с голеностопным суставом. Оба элемента связаны между собой пружиной растяжения (см. патент DE JN°4038511, приоритет 03.12.1990). Недостатки этого технического решения сходны с недостатками других аналогов: сложность конструкции, неудобство эксплуатации, невозможность использования в повседневной жизни. Перемещение в такой обуви требует значительных усилий, специальных навыков и хорошо развитой координационной системы.Known shoes in the form of a high boot, equipped with a device for enhancing the jumping ability, containing a supporting element that provides reliable the fixation of the foot, and the element that spans the calf, which is rotatably connected, the knot of rotation being located on the same axis as the ankle joint. Both elements are interconnected by a tension spring (see patent DE JN ° 4038511, priority 03.12.1990). The disadvantages of this technical solution are similar to the disadvantages of other analogues: the complexity of the design, the inconvenience of operation, the inability to use in everyday life. Moving in such shoes requires considerable effort, special skills and a well-developed coordination system.
В качестве прототипа выбрана обувь с приспособлением для увеличения пры- гучести. Прототип включает опорную платформу, представляющую собой подошву с фиксирующими положение ступни относительно подошвы элементами. Таким образом, платформа выполнена в виде обуви, задняя часть платформы - подошвы которой связана посредством вертикального элемента с элементом фиксации приспособления на икре ноги. Нижняя часть опорной платформы - подошвы посредством рычага шарнирно связана с нижней частью дугообразной (лукообразной) пластинчатой пружины. Верхняя часть пружины жестко соединена с элементом фиксации приспособления на икре. Нижняя опорная часть дугообразной пластинчатой пружины снабжена накладкой с радиальной износоустойчивой поверхностью (см. патент US JV26840893, приоритет 17.07.2003). Использование дугообразной пружины позволило уйти от винтовых пружин, что повысило эффективность аккумулирования энергии и надежность работы устройства.As a prototype, shoes with a device for increasing jumping ability were selected. The prototype includes a support platform, which is a sole with fixing the position of the foot relative to the sole elements. Thus, the platform is made in the form of shoes, the back of the platform - the soles of which are connected by means of a vertical element with the fixture fixing element on the calf of the foot. The lower part of the supporting platform - the sole by means of a lever is pivotally connected with the lower part of the arcuate (onion-like) leaf spring. The upper part of the spring is rigidly connected to the fixing element of the device on the calf. The lower supporting part of the arcuate leaf spring is provided with a pad with a radial wear-resistant surface (see US patent JV26840893, priority July 17, 2003). The use of an arcuate spring made it possible to get away from coil springs, which increased the energy storage efficiency and the reliability of the device.
Однако характер приземления ноги с приспособлением не только не изменился, но и стал более выраженным: первичная опора на заднюю часть ноги и быстрый перенос массы тела на всю ступню. Работа голеностопного сустава и ахиллесова сухожилия не оказывает существенного влияния на эффективность прыжков. Деформирование пружины осуществляется только за счет массы человека.However, the nature of the landing of the leg with the device not only did not change, but also became more pronounced: primary support on the back of the leg and rapid transfer of body weight to the entire foot. The work of the ankle joint and the Achilles tendon does not significantly affect the effectiveness of jumps. The deformation of the spring is carried out only due to the mass of a person.
Использование обуви с таким приспособлением сопряжено также со следующими недостатками: - значительная сложность конструкции обуви, оснащенной указанным механизмом; - невозможность использования для повышения эффективности процесса обычной ходьбы, сложность использования в повседневной жизни;The use of shoes with such a device is also associated with the following disadvantages: - significant complexity of the design of shoes equipped with the specified mechanism; - the inability to use to increase the efficiency of the process of ordinary walking, the complexity of use in everyday life;
- процесс передвижения требует подъема ног на значительную высоту;- the process of movement requires lifting the legs to a considerable height;
- процесс передвижения требует значительных усилий, специальных навыков и хорошей координации движения.- the process of movement requires considerable effort, special skills and good coordination of movement.
Задачей настоящего изобретения является создание простой, удобной в эксплуатации обуви для широкого использования в быту, спорте, медицине и др., позволяющей эффективно использовать как массу пользователя, так и его мышечную энергию для накапливания (аккумулирования) энергии и передачи этой энергии для толчка ноги.The objective of the present invention is to provide a simple, easy-to-use shoe for widespread use in everyday life, sports, medicine, etc., which allows the effective use of both the mass of the user and his muscle energy to accumulate (accumulate) energy and transfer this energy to push the leg.
Указанная задача решается за счет того, что в обуви с аккумулированием энергии от деформирования пластинчатой пружины, включающая подошву и фиксирующие её положение относительно ступни элементы, согласно изобретению, передняя часть подошвы выполнена в виде отогнутой вниз консольно закрепленной относительно остальной части подошвы пластинчатой пружины, а фиксирующие элементы обеспечивают также прижим передней части ступни к пружине подошвы.This problem is solved due to the fact that in shoes with energy storage from deformation of the leaf spring, including the sole and the elements fixing it relative to the foot, according to the invention, the front part of the sole is made in the form of a spring bent downwardly cantilever fixed relative to the rest of the sole of the leaf spring, and the fixing the elements also provide pressure on the front of the foot to the sole spring.
Исходный угол между отогнутой пружиной и остальной частью подошвы со стороны опорной поверхности менее 180°.The initial angle between the bent spring and the rest of the sole from the supporting surface is less than 180 °.
При этом может быть предусмотрено следующее: - зона крепления и перегиба пружины подошвы может соответствовать началу плюсны, фаланг пальцев ступни или быть ближе к пятке.In this case, the following may be provided: - the area of attachment and bending of the sole spring may correspond to the beginning of the metatarsus, phalanx of the toes of the foot or be closer to the heel.
- пружина может быть выполнена из упругого полимерного материала или другого упругого материала.- the spring may be made of an elastic polymeric material or other elastic material.
- исходный угол отгиба пружины подошвы может выбираться в зависимости от ее свойств, а также назначения обуви и физических возможностей пользователя.- the initial angle of bending of the spring of the sole can be selected depending on its properties, as well as the purpose of the shoe and the physical capabilities of the user.
- поперечное сечение пружины подошвы может быть выполнено постоянным или переменным по длине.- the cross section of the spring of the sole can be made constant or variable in length.
- упругие свойства и жесткость пружины подошвы могут быть постоянными или переменными по длине. - пружина подошвы может иметь участки с С-образным поперечным сечением для частичного охвата ступни. - передняя часть пружины подошвы может быть выполнена изогнутой, например, крюкообразной, для сцепления с выступающими неровностями опорной поверхности.- the elastic properties and stiffness of the sole spring can be constant or variable in length. - the spring of the sole may have sections with a C-shaped cross section for partial coverage of the foot. - the front part of the spring of the sole can be made curved, for example, hook-shaped, for engagement with the protruding irregularities of the supporting surface.
Таким образом, объектом изобретения является обувь, в которой пластинчатая пружина, предназначенная для аккумулирования энергии, затрачиваемой на ее деформацию при ходьбе, и последующего возврата энергии при снятии нагрузки, совмещена с элементом обычной обуви — подошвой, при этом ее исходное положение — отгиб вниз. Проведенные патентные исследования показали, что заявляемая обувь соответствует критерию «нoвизнa» и «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь».Thus, the object of the invention is shoes, in which a leaf spring, designed to accumulate the energy spent on its deformation when walking, and the subsequent return of energy when removing the load, is combined with an element of ordinary shoes - the sole, while its initial position is the bend down. Patent studies have shown that the claimed shoes meet the criteria of "novelty" and "inventive level".
Обувь может быть изготовлена промышленным или кустарным способом, следовательно, соответствует критерию «пpoмышлeннaя применимость)).Shoes can be manufactured in an industrial or artisanal way, therefore, meets the criterion of “industrial applicability)).
Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены: фиг. 1 - внешний вид обуви с составной подошвой и исходным углом между пружиной и остальной частью подошвы немногим менее 180°; фиг. 2 - обувь с составной подошвой и исходным углом значительно меньшим, чем 180°; фиг. 3 - обувь с составной подошвой и углом между пружиной и задней ча- стью подошвы, меньшим 90°; фиг. 4 - обувь с составной подошвой и крюкообразно изогнутой пружиной; фиг. 5 — варианты деформации при ходьбе подошвы с составной подошвой, представленной на фиг. 1, в зависимости от физических свойств (упругости, жесткости) пружины (пунктиром показано исходное свободное положение пружины) и ве- личины нагрузки, в т.ч. :The invention is illustrated by drawings, which represent: FIG. 1 - the appearance of shoes with a composite sole and an initial angle between the spring and the rest of the sole a little less than 180 °; FIG. 2 - shoes with a composite sole and an initial angle significantly less than 180 °; FIG. 3 - shoes with a composite sole and an angle between the spring and the back of the sole less than 90 °; FIG. 4 - shoes with a composite sole and hook-like curved spring; FIG. 5 shows strain options for walking the sole with the composite sole shown in FIG. 1, depending on the physical properties (elasticity, stiffness) of the spring (the dotted line shows the initial free position of the spring) and the magnitude of the load, incl. :
5а - под нагрузкой пружина выпрямлена (пружина и остальная часть подошвы расположены в одной плоскости);5a - under load, the spring is straightened (the spring and the rest of the sole are located in the same plane);
56 — под нагрузкой пружина изогнута в сторону, противоположную исходному положению; 5в — при недостаточном воздействии массы тела или недостаточном усилии мышц жесткая пружина не доходит до плоского состояния, она под нагрузкой оста- ется отогнутой вниз, хотя с углом, большим, чем исходный угол между пружиной и задней частью подошвы менее 180°;56 - under load, the spring is bent in the direction opposite to the initial position; 5c - with insufficient exposure to body weight or insufficient muscle effort, a stiff spring does not reach a flat state, it remains under load bent downward, although with an angle greater than the initial angle between the spring and the back of the sole less than 180 °;
Заявляемая обувь включает подошву 1 и верх 2.The inventive shoes include sole 1 and upper 2.
Подошва 1 выполнена составной. Передняя часть подошвы 1 представляет собой упругую пластинчатую пружину 3, консольно закрепленную относительно второй части 4 подошвы 1. Консольная пружина является продолжением задней части 4 подошвы 1. В исходном положении пружина 3 отогнута вниз на угол ά по отношению к задней части 4 подошвы 1.The sole 1 is made integral. The front part of the sole 1 is an elastic leaf spring 3, cantilever mounted relative to the second part 4 of the sole 1. The cantilever spring is a continuation of the rear part 4 of the sole 1. In the initial position, the spring 3 is bent downward at an angle ά with respect to the rear part 4 of the sole 1.
Зона перегиба подошвы 1 может соответствовать традиционным местам пере- гиба стопы: окончание пальцевой части, зона окончания плюснины (плюсны) или зона, примыкающая к пятке.The bend zone of the sole 1 may correspond to the traditional places of the bend of the foot: the end of the toe, the zone of the end of the metatarsus (metatarsus) or the zone adjacent to the heel.
Верх 2 обуви выполняет функцию фиксирования положения ступни относительно подошвы 1 и в том числе функцию элементов, фиксирующих положение ступни относительно отгибаемой пружины 3. Верх 2 обуви может быть выполнен частично или полностью из упругого материала, обеспечивающего, с одной стороны, возможность периодического перегиба или отгиба подошвы 1, а с другой стороны, прижимающего ступню, в том числе ее переднюю часть, к подошве 1. Причем при желании пользователь может усилием мышц предотвратить изгиб пружины подошвы (возврат пружины в исходное поло- жение) или принудительно ее выпрямить.The upper 2 of the shoe performs the function of fixing the position of the foot relative to the sole 1, including the function of elements that fix the position of the foot relative to the bendable spring 3. The upper 2 of the shoe can be made partially or completely of elastic material, providing, on the one hand, the possibility of periodic bending or bending the sole 1, and on the other hand, pressing the foot, including its front, to the sole 1. Moreover, if desired, the user can use the muscles to prevent the bend of the sole spring (spring return to ref The battery positive voltage) or force it to straighten.
В обуви без размещенной в ней ноги пользователя исходный угол ά между передней упругой и задней основной частями 3 и 4 подошвы 1 меньше 180° (см. фиг. 1,2,3). Величина угла может быть различной, в том числе угол может быть меньше 90° (фиг. 3). Пружина 3 подошвы может быть выполнена из упругих полимерных материалов, причем характеристики пружины могут быть или постоянными по всей ее длине или переменными.In shoes without the user's feet placed in it, the initial angle ά between the front elastic and rear main parts 3 and 4 of the sole 1 is less than 180 ° (see Figs. 1,2,3). The angle can be different, including the angle can be less than 90 ° (Fig. 3). The spring 3 of the sole can be made of elastic polymer materials, and the characteristics of the spring can be either constant along its entire length or variable.
Форма заявляемой обуви в зависимости от назначения может быть различной. Это может быть теплая зимняя обувь в виде ботинок или сапог, а может быть облег- ченная летняя, например, в виде сандалий или кроссовок (на чертежах не показаны).The form of the claimed shoe, depending on the purpose, may be different. It can be warm winter shoes in the form of boots or boots, or it can be lightweight summer, for example, in the form of sandals or sneakers (not shown in the drawings).
В любом варианте верх обуви выполнен с возможностью периодического отгибания и выпрямления пружины 3 подошвы 1, при этом нога человека фиксируется относительно подошвы 1 и может перемещаться вслед за пружиной 3 подошвы 1 или сопротивляться перемещению, препятствуя перемещению (возврату) пружины 3 в исходное положение.In any embodiment, the upper of the shoe is configured to periodically bend and straighten the spring 3 of the sole 1, while the human foot is fixed relative to the sole 1 and can move after the spring 3 of the sole 1 or resist movement, preventing the movement (return) of the spring 3 to its original position.
Верх 2 может иметь обычную для закрытой обуви форму, но при этом он дол- жен обеспечивать возможность периодического изменения угла между частями 3 и 4 подошвы 1 в достаточно широких пределах. Для этого он может быть выполнен из эластичного материала или может содержать в зонах, подверженных растяжению и сжатию, легко деформируемые вставки, например гофрированные (на чертеже не показаны). Верх 2 обуви может представлять собой или включать фиксирующие элементы, обеспечивающие надежное удержание ступни, в том числе ее передней носочно- плюснинной части в обуви. Фиксирующие элементы могут быть выполнены в виде:Upper 2 may have the usual shape for closed shoes, but it should be possible to periodically change the angle between parts 3 and 4 of the sole 1 within a fairly wide range. For this, it can be made of elastic material or may contain easily deformable inserts, for example, corrugated ones (not shown in the drawing) in areas subject to stretching and compression. The upper 2 of the shoe may be or include locking elements that provide reliable retention of the foot, including its front forefoot-metatarsal part in the shoe. The fixing elements can be made in the form of:
- носочной части верха обуви, жестко связанной с передней частью подошвы — пружиной 3 и образующей полость для размещения пальцевой части стопы; - охватывающих стопу ремней, лент и т.п. жестких или упругих фиксирующих элементов, при этом эти или другие фиксирующие элементы предотвращают также смещение ступни вдоль подошвы или ее частей;- the forefoot of the upper shoe, rigidly connected with the front of the sole - a spring 3 and forming a cavity to accommodate the toe of the foot; - covering foot of belts, tapes, etc. rigid or elastic fixing elements, while these or other fixing elements also prevent the displacement of the foot along the sole or its parts;
Исходный угол между частями подошвы 1 (пружиной 3 подошвы и задней частью 4 подошвы) меньше традиционного угла 180°. Минимально возможный угол может быть даже меньше 90° (см. фиг. 3).The initial angle between the parts of the sole 1 (spring 3 of the sole and the rear part 4 of the sole) is less than the traditional angle of 180 °. The smallest possible angle can even be less than 90 ° (see Fig. 3).
Обувь с углом, приближающимся к 90° и менее 90°, целесообразно использовать в спорте или для тренировок, поскольку при этом до начала движения уже в момент обувания придется прикладывать определенные мышечные усилия для первичного предварительного растяжения (разгибания) пружины 3, чтобы исключить зна- чительный перегиб пальцевой части ступни. Такие же усилия необходимы при любом отрыве ноги от опорной поверхности. Использование обуви с углами, приближающимися к 90° (фиг. 3), сопряжено с определенным риском и поэтому требует специальных навыков.Shoes with an angle approaching 90 ° and less than 90 °, it is advisable to use in sports or for training, since in this case, before the start of the movement, certain muscular efforts will have to be applied for the initial preliminary stretching (extension) of the spring 3, in order to exclude Significant kink of the toe. The same efforts are necessary for any separation of the leg from the supporting surface. The use of shoes with angles approaching 90 ° (Fig. 3) is associated with a certain risk and therefore requires special skills.
В некоторых вариантах выполнения размер и форма сечения по длине пружи- ны могут быть различными, например, для увеличения жесткости пружины в определенных зонах площадь сечения можно увеличить. Возможно выполнение пружины с частичным охватом ступни ноги. В этом случае пружина может иметь в некоторых зонах С-образное сечение.In some embodiments, the size and shape of the cross section along the length of the spring can be different, for example, to increase the stiffness of the spring in certain areas, the cross-sectional area can be increased. Possible implementation of the spring with a partial coverage of the foot. In this case, the spring may have a C-shaped section in some areas.
Величину жесткости пружины можно выбирать в зависимости от назначения: «мягкaя» пружина для обуви повседневного назначения и более жесткая пружина для спортивной обуви.The amount of spring stiffness can be selected depending on the purpose: a “soft” spring for everyday shoes and a stiffer spring for sports shoes.
Внешний вид заявляемой обуви необычен.The appearance of the claimed shoes is unusual.
В отличие от обычной обуви, подошва не прямая (без перегибов), а имеет четко выраженный перегиб, угол между частями подошвы (консольной пружиной и остальной частью подошвы), меньше традиционного угла в 180°, передняя часть по- дошвы в исходном состоянии отогнута вниз.Unlike regular shoes, the sole is not straight (without kinks), but has a pronounced kink, the angle between the parts of the sole (cantilever spring and the rest of the sole) is less than the traditional angle of 180 °, the front part of the sole is bent down .
Выполнение части подошвы в виде консольного упругого элемента, в исходном положении отогнутого вниз, обеспечивает периодическое деформирование подошвы под действием массы пользователя и/или усилий со стороны мышц и сухожилий ноги с одновременным аккумулированием затраченной на эту деформацию энер- гии. При переносе тяжести тела с одной ноги на другую, пружина на подошве первой ноги, освобождаясь от воздействия массы человека, стремится вернуться в исходное отогнутое вниз положение. Возврат пружины в исходное отогнутое положение может совершаться постепенно или достаточно быстро, при этом она отталкивает пальцевую часть ступни от опорной поверхности для перемещения ноги вперед. Процесс перемещения в заявляемой обуви сходен с движением на цыпочках: пользователь при каждом шаге отталкивается от опорной поверхности, причем отталкивание происходит автоматически.The execution of a part of the sole in the form of a cantilever elastic element, bent downwards in the initial position, provides periodic deformation of the sole under the influence of the user's mass and / or efforts from the muscles and tendons of the leg with the simultaneous accumulation of energy expended on this deformation. When transferring body weight from one leg to another, the spring on the sole of the first leg, freed from the effects of the mass of a person, tends to return to its original bent down position. The return of the spring to its initial bent position can be made gradually or quickly enough, while it pushes the finger part of the foot from the supporting surface to move the leg forward. The process of moving in the inventive shoes is similar to the movement on tiptoe: the user pushes away from the supporting surface at each step, and repulsion occurs automatically.
При обычной ходьбе деформация пружины в основном обеспечивается массой пользователя. При отрыве ноги от опоры и при расслабленных мышцах стопы (стопа не стремиться поддерживать плоское положение пружины) угол между передней и задней частями подошвы за счет высвобождения пружины возвращается к исходному значению.During normal walking, the deformation of the spring is mainly provided by the mass of the user. When the leg is torn from the support and the muscles of the foot are relaxed (the foot does not try to maintain a flat position of the spring), the angle between the front and rear parts of the sole due to the release of the spring returns to its original value.
Приземление вследствие отгиба пружины осуществляется на выступающую вниз носочную часть ступни и только затем под действием массы человека происхо- дит выпрямление подошвы и полное или частичное опирание ступни. При полном контакте угол между передней носочной и основной задней частями подошвы приближается к традиционным 180°. Однако возможен другой характер перемещения: приземление может происходить сначала на пяточную часть ноги с одновременным деформированием пружины под действием массы тела человека до плоского состояния.Landing due to the spring bending is carried out on the toe of the foot protruding downward and only then, under the influence of the mass of the person, the sole is straightened and the foot fully or partially supported. With full contact, the angle between the front forefoot and the main back of the sole approaches the traditional 180 °. However, a different character of movement is possible: landing can occur first on the calcaneal part of the leg with simultaneous deformation of the spring under the action of the body mass of a person to a flat state.
Возможно также такое перемещение, когда человек за счет воздействия мышц ступни препятствует изгибанию пружины в моменты, когда нога не опирается на поверхность. В этом случае подошва в процессе движения остается почти прямой и приземление может быть любым, в зависимости от желания пользователя.It is also possible such a movement, when a person due to the influence of the muscles of the foot prevents the spring from bending at times when the leg does not rest on the surface. In this case, the sole during the movement remains almost straight and the landing can be any, depending on the desire of the user.
В зависимости от массы человека и силы мышц возможно перемещение с максимальной деформацией пружины до полного опирания на стопу (угол между пру- жиной и остальной частью подошвы приближен к 180° или с частичной деформацией пружины (угол между частями подошвы остается меньше 180°), человек перемещается «нa цыпoчкax», задняя часть ступни не касается опорной поверхности.Depending on the person’s mass and muscle strength, it is possible to move with maximum deformation of the spring until it fully rests on the foot (the angle between the spring and the rest of the sole is close to 180 ° or with partial deformation of the spring (the angle between the parts of the sole remains less than 180 °), person moves “on tiptoe”, the back of the foot does not touch the supporting surface.
Исходный угол отгиба пружины может быть различным. Например, при пользовании такой обувью людьми консервативными и не очень физически крепкими це- лесообразно использовать относительно небольшие отклонения от традиционной плоской подошвы, использовать обувь с исходным углом от 165° - 175°. Для молодежи и тренированных людей исходный угол между пружиной и задней частью подошвы может составлять 140°. Тинэйджеры полюбят более экстремальные варианты с углами, приближающимися к 120°. Для тренировки спортсменов, а также для экс- тремальных движений исходный угол может приближаться к 90° или даже быть меньше 90°.The initial bending angle of the spring may be different. For example, when using such shoes with people who are conservative and not very physically strong, it is advisable to use relatively small deviations from the traditional flat sole, to use shoes with an initial angle from 165 ° - 175 °. For young people and trained people, the starting angle between the spring and the back of the sole can be 140 °. Teenagers will love more extreme options with angles approaching 120 °. For training athletes, as well as for extreme movements, the starting angle can approach 90 ° or even be less than 90 °.
Следует отметить, что не только величина исходного отклонения передней части пружины-подошвы определяет эффект от аккумулированной этой обувью энергии. Эффективность в значительной мере определяется характеристиками пру- жины: ее упругостью и жесткостью, то есть материалом, из которого изготовлена подошва обуви, геометрией пружины и др. Чем пружина жестче, тем меньше исходный угол может отличаться от традиционных углов для достижения требуемой эффективности обуви.It should be noted that not only the magnitude of the initial deviation of the front of the spring-sole determines the effect of the energy accumulated by this shoe. Efficiency is largely determined by the characteristics of the spring: its elasticity and stiffness, that is, the material from which the sole of the shoe is made, the geometry of the spring, etc. The stiffer the spring, the smaller the initial angle can differ from traditional angles to achieve the required shoe efficiency.
Жесткость и коэффициент упругости могут отличать по длине пружины, на- пример, в зоне перегиба пружина может быть менее жесткой, чем в остальной части пружины. Кроме того, следует отметить, что в заявляемой обуви для облегчения движения используются не только свойства упругости подошвы. Задняя часть подошвы, например расположенной под пяткой, при отталкивании пружины от опорной поверхности, работает как рычаг относительно точки сопряжения пружины и задней части подошвы. В этом случае действие высвобождающейся энергии, аккумулированной пружиной, дополняется действием рычага. Пружина, поворачиваясь относительно точки консольной заделки, воздействует на заднюю часть подошвы, стремясь повернуть ее вверх.Rigidity and coefficient of elasticity can be distinguished by the length of the spring, for example, in the bend zone, the spring may be less rigid than in the rest of the spring. In addition, it should be noted that in the inventive shoes to facilitate movement, not only the elasticity properties of the sole are used. The back of the sole, for example, located under the heel, when pushing the spring from the supporting surface, acts as a lever relative to the mating point of the spring and the back of the sole. In this case, the action of the released energy accumulated by the spring is supplemented by the action of the lever. The spring, turning relative to the point of cantilever closure, acts on the back of the sole, trying to turn it up.
Существенными также являются характеристики элементов, фиксирующих положение ступни относительно подошвы. Эти элементы должны прижимать стопу ноги к подошве в любом ее положении, в том числе при исходном изогнутом положении пружины. Кроме того, этот элемент должен обеспечивать возможность частичного или полного выпрямления подошвы (увеличения угла между пружиной подошвы и задней частью подошвы до 180°) за счет мышечного воздействия пользова- теля. Дополнительными условиями являются возможность изменения угла без разрушения частей обуви.The characteristics of the elements fixing the position of the foot relative to the sole are also essential. These elements should press the foot to the sole in any position, including the initial curved position of the spring. In addition, this element should provide the possibility of partial or complete straightening of the sole (increasing the angle between the sole spring and the back of the sole up to 180 °) due to the muscular action of the user. Additional conditions are the ability to change the angle without destroying parts of the shoe.
Перемещение с учетом описанных особенностей может быть в виде традиционной ходьбы, бега, прыжков и др.Moving taking into account the described features can be in the form of traditional walking, running, jumping, etc.
Выполнение передней части подошвы в виде загнутого крюка позволяет ис- пользовать обувь для перемещения по камням, скалам. В этом случае человек при необходимости может одной ногой «yцeпитьcя» за неровности почвы и найти в этот момент подходящую опору для второй ноги. Пружина прижимает переднее часть подошвы с изогнутым крючкообразным концом и вместе с ней носочную часть ноги к выбранной выступающей опоре. Затем напряжением мышц человек «pacпpямляeт» пружину и «oтцeпляeтcя» от опоры, перенося вес на другую ногу.The implementation of the front part of the sole in the form of a bent hook allows you to use shoes to move over stones and rocks. In this case, a person, if necessary, can “grab” one leg for uneven soil and find at that moment a suitable support for the second leg. The spring presses the front of the sole with a curved hook-shaped end and, together with it, the toe of the foot to the selected protruding support. Then, by tensioning the muscles, the person “rips” the spring and “detaches” from the support, transferring the weight to the other leg.
Такая обувь позволяет эффективно использовать физические возможности человека, в частности полностью использовать его массу и обеспечить эффективную работу мышц и сухожилий ступни.Such shoes allow you to effectively use the physical abilities of a person, in particular, to fully utilize his weight and ensure the effective functioning of the muscles and tendons of the foot.
Указанное выполнение делает обувь легкой, простой и удобной в эксплуата- ции, позволяющей эффективно использовать массу пользователя и работу его мышц для накапливания (аккумулирования) энергии и передачи этой энергии для отталкивания ног. Такая обувь может быть использована как в быту, причем разными кате- гориями пользователей, так и для занятий спортом. Ее можно использовать для разработки суставов после травм и др.The specified embodiment makes the shoes light, simple and convenient to operate, allowing efficient use of the user's mass and the work of his muscles to accumulate (accumulate) energy and transfer this energy to repel legs. Such shoes can be used as in everyday life, and different categories mountains of users, and for sports. It can be used to develop joints after injuries, etc.
Передвижение в заявляемой обуви осуществляется следующим образом. Человек выбирает обувь с наиболее подходящим характеристиками пружины 3 и фик- сирующих элементов. Для того чтобы одеть заявляемую обувь, человек должен либо позволить стопе отогнуться вниз вслед за подошвой 1 под действием фиксирующих элементов, либо сразу же в процессе обувания усилием мышц частично или полностью распрямить пружину, то есть увеличить угол между пружиной 3 и остальной частью 4 подошвы 1 до максимально возможного - 180°. Далее человек встает на опорную поверхность (землю), при этом на пружину действует масса тела человека. Под ее воздействием пружина 3 деформируется с приближением угла между частями подошвы 1 к 180°.The movement in the inventive shoes is as follows. A person chooses shoes with the most suitable characteristics of spring 3 and fixing elements. In order to put on the claimed shoes, a person must either allow the foot to bend down after the sole 1 under the action of the fixing elements, or immediately in the process of shoeing with the muscle muscles to partially or completely straighten the spring, that is, increase the angle between the spring 3 and the rest of the sole 4 4 to the maximum possible - 180 °. Next, a person stands on a supporting surface (earth), while the mass of a person acts on the spring. Under its influence, the spring 3 is deformed with the approach of the angle between the parts of the sole 1 to 180 °.
Затем человек начинает перемещение. Он поднимает одну ногу, продолжая опираться на другую ногу. При подъеме ноги пружина освобождается от воздействия массы человека. Если пользователь не прикладывает определенных мышечных усилий, то угол между пружиной уменьшается до исходного, одновременно отталкивая ногу вперед и вверх. Стопа ноги частично или полностью отгибается вниз вместе с изгибающейся подошвой. Далее эта нога опускается до опорной поверхности. Нога может касаться опорной поверхности носком и только потом, преодолевая действие пружины, ступня деформирует ее до угла 180°, и опирается на всю ступню.Then the person begins to move. He raises one leg while continuing to lean on the other leg. When lifting the legs, the spring is released from the effects of the mass of a person. If the user does not apply certain muscular efforts, then the angle between the spring decreases to the original, while pushing the leg forward and up. The foot of the foot partially or completely bends down along with the bending sole. Further, this leg descends to the supporting surface. The foot can touch the supporting surface with the toe and only then, overcoming the action of the spring, the foot deforms it to an angle of 180 °, and rests on the entire foot.
При большой массе и тренированных мышцах человек при ходьбе доже при достаточно жесткой пружине опирается на всю поверхность ступни. При малой массе и слабых мышцах воздействия человека может не хватить для полной деформации пружины и он будет двигаться, опираясь только на часть ступни, например, двигать- ся «нa цыпoчкax».With a large mass and trained muscles, when walking a dog with a fairly stiff spring, a person rests on the entire surface of the foot. With a small mass and weak muscles, the impact of a person may not be enough for the complete deformation of the spring and he will move, relying only on part of the foot, for example, move “on tiptoe”.
Следует отметить, что эффективность обуви в отношении использования аккумулированной энергии резко снизится, если при опускании ноги опираться преимущественно на пятку. В этом случае передняя часть ноги, отогнутая вниз за пружиной, остается согнутой. Нога опирается только на пяточную часть. Если же осуществлять перемещение с первичным отрывом пятки (опора на носок) и отталкиванием от опорной поверхности носочной частью (ходьба на носочках), то пружина воздействует на носочную часть ноги наиболее эффективно. Интересные возможности предоставляет такая обувь прыгунам. Они могут подготовить свое тело к прыжку и совершить его в оптимальный момент, что значительно увеличит эффективность прыжка. Для этого пользователь проводит предварительное «pacкaчивaниe»: частичное сжатие и расслабление пружины за счет воз- действия мышц с постепенным увеличением амплитуды и частоты колебаний. При максимальной деформации пружины он прыгает. При этом возможно возникновение и использование эффекта резонанса.It should be noted that the effectiveness of shoes in relation to the use of accumulated energy will decrease sharply if you rely mainly on the heel when lowering your legs. In this case, the front of the leg, bent down after the spring, remains bent. The leg rests only on the heel. If you carry out the movement with the primary detachment of the heel (support on the toe) and repulsion from the supporting surface of the forefoot (walking on the toes), then the spring acts on the toe of the leg most effectively. Interesting opportunities are provided by such shoes for jumpers. They can prepare their body for the jump and complete it at the optimal moment, which will significantly increase the effectiveness of the jump. To do this, the user performs a preliminary “download”: partial compression and relaxation of the spring due to the action of muscles with a gradual increase in the amplitude and frequency of oscillations. With maximum deformation of the spring, he jumps. In this case, the occurrence and use of the resonance effect is possible.
Эти же действия можно осуществлять при подготовке к бегу, особенно при беге на короткие дистанции. Раскачивание обеспечит более мощный рывок при стар- те.The same actions can be carried out in preparation for running, especially when running for short distances. Rocking will provide a more powerful leap at startup.
В заявляемой обуви можно сидеть, стоять, ходить медленным или быстрым шагом, бегать, прыгать. Заявляемой обувью могут пользоваться альпинисты.In the inventive shoes, you can sit, stand, walk at a slow or fast pace, run, jump. Claimed shoes can be used by climbers.
Проведенные испытания подтвердили, что при правильном подборе исходного угла и обеспечении возможности деформирования верха 2 заявляемая обувь удоб- на для любых категорий пользователей, а скорость перемещения значительно возрастает. При этом затрачиваемые пользователем усилия на перемещение с деформированием пружины практически не отличаются от усилий, затрачиваемых на перемещение в обычной обуви.The tests carried out confirmed that with the correct selection of the initial angle and the possibility of deforming the top 2, the claimed shoes are convenient for any categories of users, and the speed of movement increases significantly. At the same time, the efforts expended by the user to move with deformation of the spring practically do not differ from the efforts expended to move in ordinary shoes.
Приведенные примеры не носят исчерпывающего характера и возможно при- менение различных конфигураций и модификаций реализации изобретения без отклонения от его сути, сформулированной в предлагаемых пунктах формулы и определяемой ими. The above examples are not exhaustive and it is possible to use various configurations and modifications of the invention without deviating from its essence formulated in the proposed claims and defined by them.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Обувь с аккумулированием энергии от деформирования пластинчатой пружины, включающая подошву и элементы, фиксирующие положение ступни относи- тельно подошвы, отличающаяся тем, что передняя часть подошвы выполнена в виде отогнутой вниз консольно закрепленной относительно остальной части подошвы пластинчатой пружины, а фиксирующие элементы обеспечивают также прижим передней части ступни к пружине подошвы.1. Shoes with energy storage from deformation of the leaf spring, including a sole and elements fixing the position of the foot relative to the sole, characterized in that the front part of the sole is made in the form of a cantilever bent downward cantilevered relative to the rest of the sole of the leaf spring, and the locking elements also provide clamp the front of the foot to the spring of the sole.
2. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что исходный угол между отогнутой пружиной и остальной частью подошвы со стороны опорной поверхности менее2. Shoes according to claim 1, characterized in that the initial angle between the bent spring and the rest of the sole from the supporting surface is less than
180°.180 °.
3. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что зона крепления и перегиба пружины подошвы соответствует началу плюснины, фаланг пальцев ступни или быть приближена к пятке ступни. 3. Shoes according to claim 1, characterized in that the area of attachment and bending of the spring of the sole corresponds to the beginning of the metatarsus, phalanx of the toes of the foot or to be close to the heel of the foot.
4. Обувь по п. 1, отличающаяся тем, что пружина выполнена из упругого полимерного материала или другого упругого материала.4. Shoes according to claim 1, characterized in that the spring is made of an elastic polymer material or other elastic material.
5. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что исходный угол отгиба пружины подошвы выбирается в зависимости от ее свойств, а также назначения обуви и физических возможностей пользователя. 5. Shoes according to claim 1, characterized in that the initial angle of bending of the spring of the sole is selected depending on its properties, as well as the purpose of the shoe and the physical capabilities of the user.
6. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что поперечное сечение пружины подошвы выполнено постоянным по длине.6. Shoes according to claim 1, characterized in that the cross section of the sole spring is constant in length.
7. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что поперечное сечение пружины подошвы выполнено переменным по длине.7. Shoes according to claim 1, characterized in that the cross section of the spring of the sole is made variable in length.
8. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что- упругие свойства и жесткость пру- жины подошвы постоянны по длине.8. Shoes according to claim 1, characterized in that the elastic properties and stiffness of the spring of the sole are constant in length.
9. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что упругие свойства и жесткость пружины подошвы переменны по длине.9. Shoes according to claim 1, characterized in that the elastic properties and stiffness of the sole spring are variable in length.
10. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что пружина подошвы имеет участки с С-образным поперечным сечением для частичного охвата ступни. 10. Shoes according to claim 1, characterized in that the sole spring has sections with a C-shaped cross section for partial coverage of the foot.
11. Обувь по п.l, отличающаяся тем, что передняя часть пружины подошвы выполнена изогнутой, например, для сцепления с выступающими неровностями опорной поверхности. 11. Shoes according to claim 1, characterized in that the front part of the sole spring is curved, for example, for engaging with protruding irregularities of the supporting surface.
PCT/RU2008/000361 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes WO2009154494A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020107017273A KR101282310B1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes
BRPI0822114-6A BRPI0822114A2 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Footwear with spring leaf deformation energy
PCT/RU2008/000361 WO2009154494A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes
MX2010009481A MX2010009481A (en) 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000361 WO2009154494A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009154494A1 true WO2009154494A1 (en) 2009-12-23

Family

ID=41434258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000361 WO2009154494A1 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Energy storage shoes

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR101282310B1 (en)
BR (1) BRPI0822114A2 (en)
MX (1) MX2010009481A (en)
WO (1) WO2009154494A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU963447A3 (en) * 1977-12-15 1982-09-30 Hietala Ukko Uuno Footwear for racing skis
SU1253591A1 (en) * 1983-07-11 1986-08-30 Kozhevnikov Nikolaj N Shoe lower unit
US5469638A (en) * 1993-03-05 1995-11-28 Medical Materials Corporation Forefoot spring apparatus
US5649373A (en) * 1990-12-21 1997-07-22 University Of Waterloo Shoe structure
GB2428366A (en) * 2005-07-20 2007-01-31 Garvin Hampton Graves Footwear to promote use of the fore-foot

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5487239U (en) * 1977-11-29 1979-06-20
JPS54103150A (en) * 1978-01-27 1979-08-14 Mitsuo Horikoshi Jumping shoes
JP2004202074A (en) * 2002-12-26 2004-07-22 Sanze:Kk Shoe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU963447A3 (en) * 1977-12-15 1982-09-30 Hietala Ukko Uuno Footwear for racing skis
SU1253591A1 (en) * 1983-07-11 1986-08-30 Kozhevnikov Nikolaj N Shoe lower unit
US5649373A (en) * 1990-12-21 1997-07-22 University Of Waterloo Shoe structure
US5469638A (en) * 1993-03-05 1995-11-28 Medical Materials Corporation Forefoot spring apparatus
GB2428366A (en) * 2005-07-20 2007-01-31 Garvin Hampton Graves Footwear to promote use of the fore-foot

Also Published As

Publication number Publication date
MX2010009481A (en) 2010-10-15
KR101282310B1 (en) 2013-07-10
KR20110003466A (en) 2011-01-12
BRPI0822114A2 (en) 2015-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2342985B1 (en) Footwear with energy accumulation
US8353968B2 (en) Spring orthotic device
AU737473B2 (en) Rehabilitative shoe insole device
US5694706A (en) Heelless athletic shoe
US8732981B2 (en) Eccentric toe-off cam lever
US5362288A (en) Device for assisting running, walking or jumping
US20220354215A1 (en) Plantar Energy Storage Booster and Plantar Booster
US20240058197A1 (en) Hip joint and ankle connecting type gait assistance apparatus
RU2380995C2 (en) Shoes with accumulation of energy generated in process of motion
RU2380011C1 (en) Footwear with energy accumulation
JP5561688B2 (en) Sole flexion braking member and short leg brace using the same
WO2009154494A1 (en) Energy storage shoes
US20170086531A1 (en) Insole For Shoes
WO2009113898A1 (en) Footwear for storing energy generated while walking, methods for moving, jumping or starting strike when running with said footwear
KR101957213B1 (en) Functional insole using elastic force
KR200144073Y1 (en) Footwear
EP2367453A2 (en) Perfect gait shoe
KR100984270B1 (en) Shoes for energy consumption increasing and self-walking by adding weight in front and medial or lateral part
KR101699400B1 (en) Gravitational footwear
RU2417720C1 (en) Gravitation shoes (versions) and spring block
JPH0612641Y2 (en) Insole for footwear
KR101033663B1 (en) Soles for Increasing Energy Consumption and Shoes Therefor
KR100961521B1 (en) Protective device and shock absorption of a heel
JP2008093008A (en) Toe-training device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08874721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1415/MUMNP/2010

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107017273

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2010/009481

Country of ref document: MX

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC DATED 20.05.2011

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08874721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0822114

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20100922