具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋及其鞋底的制作方法

技術領域

本發明涉及運動鞋，具體涉及具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋及其鞋底。

背景技術：

通過對跑步運動者的足部運動特點的長期研究發現，跑步時足部接觸地面主要包括前腳掌先觸地和后腳掌先觸地兩種方式，根據跑步速度的不同又具體細分為以下方式：在慢跑時，多數人的是腳后跟先觸地，然后依次過渡到中足和前腳掌觸地，最后通過前掌和大腳趾完成蹬身離地，少部分人則是中足和前腳掌先著地；而快速跑步時，大部分人則是中足以及前腳掌先著地，少部分人則是后腳跟先著地；長跑時，則是以上兩種觸地方式的結合。

無論哪種觸地方式，前掌在抓地、蹬身、反彈和助推過程中均發揮著至關重要的作用。但是目前的跑鞋主要靠在中底添加反彈材料來實現的前掌的反彈助推功能，當然也有一些跑鞋是通過結構設計來實現前掌的反彈助推功能，如阿迪達斯的刀鋒跑鞋，其在前掌加設聚合物Polymer材質的頁片來實現反彈助推和抓地性能，但其葉片的穩定性能較差，且耐磨性較低，跑步環境大大受限。

因此，目前需要設計一種結構更先進的運動鞋，能夠更好地實現前掌反彈助推和抓地性能，并具有較好的穩定性。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有的運動鞋的前掌抓地反彈助推性能較差，并且穩定性較低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋鞋底，鞋底的前掌部由內底和環繞于所述內底的外周的外底組成，所述內底的底面上設有網格狀的第一凹槽，所述第一凹槽的分布與足底壓力線的走向一致，所述第一凹槽將所述內底的底面分割成多個模塊，每個所述模塊的底面上分別開設有網格狀的第二凹槽，所述第二凹槽將所述模塊的底面分割為一個支撐框和多個彈片，所述彈片位于所述支撐框內。

在上述方案中，所述模塊的排列分布為：鞋底的大腳趾區域沿橫向并排設有2個所述模塊，鞋底的跖骨區域沿橫向并排設有4個所述模塊，鞋底的跖骨與中足連接區域沿橫向并排設有4個所述模塊。

在上述方案中，所述彈片沿鞋底縱切面Y的剖面形狀為底邊向下傾斜的三角形，且三角形的其中一個角向朝下設置。

在上述方案中，所述模塊及彈片的傾斜方向沿足底中軸線的兩側對稱布置，且位于內側腳掌位置的所述彈片沿足部前腳掌的內旋方向傾斜排布。

在上述方案中，位于內側腳掌位置的所述彈片的法線方向與鞋底縱切面的夾角為5-10度，位于外側腳掌位置的所述彈片的法線方向與鞋底縱切面的夾角為3-6度。

在上述方案中，大腳趾區域的所述彈片的法線方向與鞋底縱切面的夾角為1-5度。

在上述方案中，所述第一凹槽的深度大于所述第二凹槽的深度。

在上述方案中，所述內底的材質為EVA材料，所述外底的材質為耐磨橡膠材料。

在上述方案中，所述模塊與所述外底的高度一致。

本方案還提供了一種包含有上述具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋鞋底的運動鞋。

本發明，通過與足底壓力線的分布一致的模塊，和與足部內旋方向對應布置的彈片，使鞋底不僅具有較好的抓地反彈助推性能，并且能夠通過彈片有效控制足部的過度內旋，大大提高了鞋底的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明的外形示意圖；

圖2為本發明中模塊在首次觸地時的結構示意圖；

圖3為本發明中模塊在觸底后被擠壓變形的結構示意圖；

圖4為本發明中模塊在變形最大時的結構示意圖；

圖5為本發明中模塊在蹬離地面時的結構示意圖；

圖6為足底壓力分布圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做出詳細的說明。

如圖1、圖2和圖6所示，本發明提供的具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋鞋底，鞋底的前掌部由內底和環繞于內底的外周的外底1組成，內底和外底1一體成型，但采用的是雙密度成型技術，內底的材質采用EVA材料并作為反彈助推部，外底1的材質采用耐磨橡膠材料并作為穩定支撐部。內底的底面上開設有網格狀的第一凹槽2，第一凹槽2的分布與足底壓力線的走向一致，第一凹槽2將內底的底面一體成型分割成多個模塊，模塊優選設計為與外底1的高度一致，第一凹槽2的設計一方面利于前掌部的彎曲再者可引導前掌部彎折及前掌內旋，由于第一凹槽2的存在，各功能模塊既可以獨自工作，相互之間配合又可以實現整體功能。

每個模塊的底面上分別開設有網格狀的第二凹槽5，其中第一凹槽的深度優選的大于第二凹槽的深度。第二凹槽5將模塊的底面一體成型分割成一個支撐框3和多個彈片4，彈片4位于支撐框3內，根據不同需要，每個支撐框3內可設有4-8個彈片4。

進一步優選地，根據圖6所示的鞋底壓力分布規律，模塊的排列分布為：鞋底的大腳趾區域沿橫向并排設有2個模塊，鞋底的跖骨區域沿橫向并排設有4個模塊，鞋底的跖骨與中足連接區域沿橫向并排設有4個模塊，以更好地使模塊按鞋底的受力大小對應排布，使鞋底具備更高效的反彈性能。

進一步優選地，彈片4沿鞋底縱切面Y的剖面形狀為底邊6向下傾斜的三角形，且三角形的其中一個角7向朝下設置，這種結構使得鞋底在落地時，彈片4更易受壓變形儲存能量，在蹬身時可以為足部提供較好的助推力。

進一步優選地，模塊及彈片4的傾斜方向沿足底中軸線的兩側對稱布置，且位于內側腳掌位置的彈片4沿足部前腳掌的內旋方向傾斜排布，這樣，外側腳掌位置的彈片4沿足部前腳掌的內旋方向反向排布。這種結構更利于足部內旋，同時外側腳掌位置的反向彈片4又可以控制足部過度內旋。

進一步優選地，根據大量實驗研究發現，當彈片設計為以下參數時，鞋底的反彈助推性能最佳：位于內側腳掌位置的彈片4的法線方向B與鞋底縱切面Y的夾角為5-10度，位于外側腳掌位置的彈片4的法線方向C與鞋底縱切面Y的夾角為3-6度，大腳趾區域的彈片4的法線方向A與鞋底縱切面Y的夾角為1-5度。

研究發現，跑步時，足底前掌受力依次從外側-中部-內側-大腳趾區域，由于模塊的排列方向和角度與鞋底壓力分布規律吻合，其反彈力可分解為向前和向外的力，向前的力助推足部內旋和向前移動，向外的力可有效控制足部的過渡內旋并穩定控制；前掌內側模塊的反彈力可分解為向前和向內的力，助推鞋底的反彈和內旋。

如圖2-圖5所示，圖中向右為足部前進方向，模塊的工作以及受力過程如下：

當前腳掌以方向D1落地時(如圖2)，地面沖擊力F1首先接觸底邊6的角7的位置，角7的部位也可設計為具有一定弧度的弧形以減少磨損；當前腳掌繼續以方向D2向前移動時(如圖3)，模塊受鞋底壓力F2擠壓變形儲存能量；當壓力F2達到最大時(如圖4)，內底被拉伸同時模塊擠壓到內底中，能量儲存達最大；當足部蹬身離地時(如圖5)，足部逐漸向前移動時，模塊釋放儲存的能量形成反推力F3助推足部起到反彈助推功能，而斜面的底邊6可以有效起到抓地性能。

本方案還提供了一種包含有上述具有前掌抓地和反彈功能的運動鞋鞋底的運動鞋。

本發明，通過與足底壓力線的分布一致的模塊，和與足部內旋方向對應布置的彈片，使鞋底不僅具有較好的抓地反彈助推性能，并且能夠通過彈片有效控制足部的過度內旋，大大提高了鞋底的穩定性。

本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下做出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。