可蓄积能量的鞋具的制作方法

专利名称：可蓄积能量的鞋具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种日常使用的鞋具，如跑步、跳高跳远、滑冰、滑雪、自 行车等运动鞋具，特别是涉及一种可恢复腿部肌肉的使用性的鞋具。
背景技术：
通常鞋具可保护人们腿部免于外来的伤害，根据其使用目的， 一般鞋具 包含坚硬且强韧的鞋底，以及上部位连接于此鞋底，用以确保鞋具可穿于脚 上，并可在必要时保護脚免于环境伤害。此上部位的主体后端是通过一坚硬 的插置件来形成背靠。鞋底和上部位的形成是依据于鞋具使用目的而改变，
例如可参照苏联大百禾斗全书(Bolshaya Sovetskaya Entsiklopediya， BSE)， 并更可参照于BSE网页Http:〃slovari. yandex. ru/dict/bse/article/000 5 4。
特殊的鞋具并不会明显地影响人们的运动方式，在走动时人会抬起一脚， 并使得另一脚产生运动，进而使得所抬起的脚向前移动并落于承载面(地面)， 接着，可重复上述过程(请参照BSE. http:〃slovari. yandex.ru/dict/bse/ article/00086/96200, htm text=%Dl%85%D0%BE%D0%B4%Dl%8C%D0%Bl%D0%B 0)。
相对于大多数的哺乳动物，人类移动方式的另一特征是以脚来接触于承 载面，人倾斜于一脚的后跟骨头来转移其重量，接着再转移全部重量于脚上。这种走动的运动方式的缺点在于不合理的能量耗费，其在每一步的重力 部分能量是完全地损失不见，而可部分储存能量的身体器官(例如阿基利斯腱 和踝关节)并未充分地发挥作用。
大多数动物是以另一种方式来运动，其与承载面(地面)的主要接触是利 用腿部的前端(脚爪)来进行，此时，脚的踝关节是用以转动，腱可被拉伸来 蓄积能量，接着可产生能量的释放和脚的额外反弹，因而形成后续的移动或 跳动。
对于人类来说，仅在偶尔才会发生主要支撑是在脚趾和脚背骨上的情形， 例如跑动时。
目前己知有多种不同的装置是设计用来增加人们运动效率，其是依据弹 性组件在走动时的变形及其回复原位时的能量释放来设计。
鞋具已知主要是用于运动，包括运动装置，其可作为靴子来包覆小腿， 并具有弹簧承载组件形式的辅助系统，其设有利用螺旋弹簧来弹起的抬升组 件，主要的抬升组件是位于靠近靴子的底部，并可沿着纵轴进行回复和位移， 其中抬升组件的基座部分是相对于靴子的底部(请参照俄罗斯联邦专利
RU2238125，优先权日为1998年4月27日)。
在走动时，使用者可抬起一脚，因而靴子的突出抬升组件并未接触到地 面，接着，在靴子落下的运动中，先接触到地面的主要抬升组件可转动并压 住弹簧的反弹，因而造成螺旋弹簧的变形来蓄积能量，其可帮助靴子接下来 的向前运动。
上述鞋具及其使用上的缺点在于设计复杂度及运动不方便性，特别是关 于其需要抬脚至一特定的高度。
一相似的原理是使用于依据美国专利US6840893，申请日为2002年4月29日所设计的装置，此上述装置也是依据利用弹簧的变形，其发生于腿部落 在地面及脚抬起时的能量回复。然而，此种设计亦过于笨重，且不适用于日 常生活中。
一种可增加弹跳能力是设计为长靴的己知鞋具，其包含支撑组件，用以 确保脚与另一组件的稳固固定，此另一组件是环绕小腿并连接于支撑组件， 用以供转动，其中一枢轴组件是同轴于踝关节来设置，而组件之间的相互连 接是利用一膨胀弹簧(请参照德国专利DE4038511，优先权日为1990年12月 3日)。此装置的缺点是相似于上述现有的鞋具装置设计复杂度、运动不方 便性及不适用于日常生活中，且当穿着此种装置来移动时，需花费相当大的 努力、特别的技巧及突出的协调能力。
在2003年7月17日所公开的美国专利US6840893揭露一与本发明相关 的鞋具，此相关鞋具(以下称为原型鞋具)包括一组件，用以增进使用者的跳 跃能力。此原型鞋具包括一支撑平台来固定脚部的定位，平台的背部是通过 垂直组件来连接一用以固定鞋具于小腿上的组件。此平台的下部分是耦接于 一具有弧形片弹簧的组件的下部分，此组件具有覆盖物，其具有一半径和耐 磨表面。此平台的上部分是固接于此用以固定鞋具于小腿上的组件。
使用上述鞋具的走动是通过连续的抬脚和落脚来实现，在落下脚部时， 此弧形弹簧被弯曲，且其底端靠近于此平台。在抬脚时，此弹簧可被释放， 并可将固定于鞋具中的脚向前及向上推。
当穿着此具有能量蓄积的鞋具来跑动时，跳动或运动启动时的加速是通 过弹簧的强制变形，以及后续因释放弹簧而由地面所产生的反弹来实现。
踝关节和阿基利斯腱的运作并不会影响跳动时的效率，弹簧的变形仅会 受到使用者的重量，使用弧形弹簧可避免使用螺旋弹簧，以增加装置操作的能量蓄积效率和可靠度。
然而，在使用此装置时脚部的负载特征并未改变，而变得更加快速主 要支撑在于脚的后面部份，并快速地转移身体重量于两脚上。
使用此装置会具有如下缺点-
鞋具设计相当复杂，其需要大量的机构；
无法增加平常走动过程中的效率，鞋具在日常使用中具有复杂性； 在走动过程中脚需抬高至一定高度；以及
在走动过程中使用者需花费相当大的努力、特别的技巧及良好的运动协 调性。
另外，此鞋具并无法使用于其它种类的运动，例如滑冰、滑雪等。

发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种简单且适合于使用者的鞋具，并可广 泛地适用于日常生活中、运动、医疗等。此鞋具不仅可有效地利用使用者的 重量，亦可利用其肌肉能量，藉以通过弹性变形来蓄积能量，并转移能量来 由支弹面反弹至脚部，增加走动效率。熟悉该领域的技术人员可通过本发明 的揭露来清楚地了解本发明的其它目的。
上述目的可通过本发明的可蓄积能量的鞋具设计来实现，其揭露如下。 在第一实施例中，鞋具包括弹性鞋底、弹性背部单元及固定组件，弹性 背部单元是结合于弹性鞋底上，固定组件是用以确保使用者的脚部定位于弹 性鞋底上。其中，根据本发明，弹性鞋底和弹性背部单元之间是以初始角度 来设置，初始角度是大于90度，而形成膝状的扁平可变形弹簧(在此又称为 片弹簧)，其具有预设弹性，而鞋底和背部单元为片弹簧的'两臂'(或两肩)。此片弹簧可为一体，其具有鞋底和背部单元来相互耦接，此时，鞋底和 背部单元为片弹簧的两臂。或者，弹簧的两臂可分别制造，接着，再分别结 合于共同鞋底和共同背部单元。
此鞋底和背部单元是以弹性高分子来制成片弹簧。
此初始角度是依据片弹簧的特性、使用目的及使用者的物理能力来变化。 此片弹簧的剖面可为固定不变或可随其长度而变化。
此片弹簧的弹性和刚性可为固定不变或可随其长度及/或宽度而变化。
此片弹簧可具有c形剖面的区域，用以部分包覆于使用者的腿部。
在第二实施例中，鞋具包括鞋底和固定组件，鞋底包括前端部和后端部， 鞋底是耦接于固定组件，固定组件是用以确保使用者的脚部定位于鞋底上。 其中，根据本发明，前端部是形成支臂弹簧，其向下弯曲并悬臂式地固定于 鞋底的后端部，固定组件是下压脚的前端来压住弹簧。
此弹簧可形成一体并具有鞋底的前端部。或者，此弹簧可固接于鞋底的 前端部。
此鞋底的下弯弹簧和后端部的下方之间具有初始角度，其小于180度。
第二实施例可有利地配置如下特征
弹簧的固定和弯曲区域是位于以下区域脚部的脚趾端、脚跖部的端处 或邻近于脚跟的区域；
此弹簧是以弹性高分子或其它弹性材料来制成；
此初始角度可依据弹簧的特性、使用目的及使用者的物理能力来选择； 此弹簧的剖面可固定不变或可随其长度而变化； 此弹簧具有C形剖面的区域，用以部分包覆于使用者的腿部；以及 此弹簧的前端部可被弯曲，例如是呈钩状，而可卡住支撑面的不规则且不平整的突处。
因此，本发明的鞋具是利用使用者的重量以及使用者的肌肉强迫弹簧变 形(亦即施负载于弹簧)所产生的能量，来进行操作。接着，当弹簧被释放时， 鞋具可回复弹簧的能量于使用者的下一动作，而使得脚部向上和向前。在第
一实施例中，弹簧的两臂是表示为鞋具的鞋底和背部单元。在第二实施例中， 弹簧的两臂是表示为鞋底的前端部和后端部，其中前端部是悬臂式地固定于 后端部。
此弹簧的两臂之间的初始角度可依据特定的需求来改变。
对于使用第一实施例的鞋具且较保守或非较健壮的人，可有利地使用较 小的初始角度于弹簧的两臂(背部单元和鞋底)之间。对于年轻及训练中的人， 初始角度可有利地较大。
在一些实施例中，青少年可使用具有接近180度角度的鞋具。对于训练 的运动员或极限运动，此初始角度可大于180度。
在此例中，在穿着鞋具于脚上时(在鞋具中的脚部放置于支撑面上前)， 弹簧的初步强迫变形(压缩)是通过施加使用者的肌肉力量于弹簧上来进行， 在初步压縮后，两臂之间的角度应小于180度。
在相似的情形中，对于使用第二实施例的鞋具且较保守，弹簧的两臂的 初始角度可轻微地不同于一般的180度。对于向往刺激极限活动的人(亦即寻 找剌激者)，此初始角度可非常地不同于一般鞋底的结构位置。
初始角度的大小亦依据于弹簧的特性弹性和刚性，其决定于鞋底和背 部单元的材料以及弹簧的几何形状等。弹簧的刚性愈大，所需的角度愈小， 以确保必要效果。
在使用者具有体重较重及强壮肌肉的例子中，当脚停止时，其可能具有最大的弹簧变形。在使用者具有体重较轻及瘦弱肌肉的例子中，其运动可具 有部分弹簧变形和部分停留于脚上。
本发明的鞋具的外观是不同于一般鞋具，例如，在第一实施例的鞋具中，
其背部单元并非初始垂直于鞋底，两者之间的角度是可变的并可实质大于90 度。在第二实施例的鞋具中，其鞋底的前端部是向下弯曲。
为了稳固地固定腿部于鞋具上，其需要额外的条件。可通过较高的靴子 上部或使用特定固定组件，例如在小腿和脚部的带子，来确保腿部的固定。
专利的检索已显示本发明的鞋具可具有新颖性和创造性，本发明的鞋具 可在产业或家庭上制造，因此，代表其具有实用性。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所
附图式，作详细说明如下


图1显示依据本发明的第一实施例的穿着于使用者的腿上的鞋具的示意 图，此鞋具是开始接触于支撑面，而弹簧两臂之间的初始角度是些微地大于 90度;
图2显示穿有鞋具的腿部的相同位置，此鞋具的弹簧两臂之间的初始角 度是实质大于90度；
图3显示穿有鞋具的腿部的位置，此鞋具具有最大弹簧变形(两臂之间的 角度是小于或等于90度)以及其后视图的变形；
图4显示穿有鞋具的腿部的位置，此鞋具具有最大弹簧变形(两臂之间的 角度是小于或等于90度)以及其后视图的变形；
图5显示依据本发明的具有180度角度的鞋具(未穿于腿上)的示意图；图6显示依据本发明的具有大于180度角度的鞋具的示意图； 图7显示依据本发明的第二实施例的具有混合鞋底和初始角度的鞋具的 示意图，初始角度是位于弹簧两臂之间且些微地小于180度；
图8显示依据本发明的具有实质小于180度角度的鞋具的示意图9显示依据本发明的弹簧两臂之间的角度小于90度的鞋具的示意图10显示依据本发明的具有钩状变曲弹簧的鞋具的示意图；以及
图11显示依据使用图7所示的混合鞋底来走动的不同变形方式，其决定
于弹簧(虛线显示弹簧的初始位置)的物理特性(弹性、刚性)以及负载强度，
g巾-
图lla显示弹簧被施力且被拉直(弹簧和鞋底的其它部分是位于平面上)；
图llb显示弹簧被施力且朝初始位置的相反方向弯曲；以及
图llc显示刚性较大的弹簧，其是通过不足的体重作用或不足的肌肉力
量来被施力，此弹簧并未达到平直的条件，并保持下弯状态，其弹簧和鞋底
后端之间的角度是大于初始角度。
具体实施例方式
请参照图1至图6，其显示依据本发明的第一实施例的鞋具的示意图。本 实施例的鞋具包含鞋底l、背部单元2(或简称为背部2)及鞋具上部4，鞋底 l和背部2形成一可变形的片弹簧3，其具有预设弹性，鞋具上部4是连接于 鞋底1和背部2。
在本实施例中，鞋底1和背部2为片弹簧3的两臂，亦即鞋底1和背部2 本身即为片弹簧3，换言之，片弹簧3是由鞋底1和背部2所组成。既然如 此，鞋底1和背部2可由弹性材料(例如弹性高分子材料)所制造，以确保片弹簧3的必要条件。
背部2为用以固定于脚部位置于鞋底1上的单元，当鞋具未穿置有使用 者的脚时，鞋底1和背部2之间的初始角度是通常大于90度，此初始角度可 甚至大于180度(如图6所示)。在脚穿着于鞋具中时，此鞋具设计可确保鞋 底1和背部2之间的角度减少。
在另一实施例中，鞋底1和背部2可利用一般制造鞋具的材料来制造， 而片弹簧3的两臂是以任何的弹性材料来制造(优选地包括适当材料)，以产 生弹簧特性。接着，鞋底1和背部2可对应地固接于片弹簧3的两臂。在此 例中，鞋底1和背部2与所固接的片弹簧3可构成一扁平弹簧单元。
依据不同目的，本发明的鞋具可被实施为不同的形式，其可为温暖的冬 鞋，例如靴子或长靴；或者，其可为夏天用的轻鞋，例如凉鞋或慢跑鞋(未绘 示)。
上部4可为一般形式，用以包覆鞋具，然而，上部4应提供鞋底1和背 部2之间的大范围角度变化。因此，上部4可由弹性材料来制成；或者，其 可包含可轻易变形的插入单元5，例如在一区域上的皱纹，用以拉伸或压縮。
此鞋具可包括其它固定单元6，用以确保脚部稳固地固定于鞋具中。此固 定单元6可制成带状、绳子、弹性带等，以环绕小腿、踝关节或脚部(如图1、 图2及图3所示)。 一用以避免腿部脱离鞋底限制的单元亦可参照为固定单元 6，其可为坚固的靴头或设置鞋底上的上弯板(如图1和图2所示)。
弹簧两臂(鞋底1和背部2)之间的初始角度是大于90度，其最大角度可 达到220度或更大(如图6所示)。
具有180度以上的鞋具是适用于运动或训练，由于在开始运动前的穿鞋 时，需施予特定的肌肉力量，藉以使初始的弹簧往减小角度的方向上被压縮，否则腿部会无法穿上鞋具。同样地，在腿部离开支撑面时，亦需付出相同的
力量。使用超过180度以上的鞋具会有部分风险，因而需要特别的技巧。 弹簧的刚性可随其长度和宽度而为常数或可变的。例如，弹簧的材料可
具有不同的长度上的刚性特征。
由鞋底1和背部2所组成的弹簧3可在整体长度上具有相同的剖面。 在其它实施例中，沿着弹簧的剖面的尺寸和形状可随着长度而有所变化，
例如，为了在某区域中增加弹簧的刚性，其剖面面积可对应增加。
此弹簧可具有部分包覆于腿部，因此，此弹簧在一些区域可具有C形剖
面(如图4所示)。
如图1所示，此弹簧3可设有C形突出单元(例如支撑物)，其具有有限 的宽度，且亦表示为标号3，而围住腿部的脚区域和背部。
请参照图4(剖面A-A)，其显示弹簧3的C形突出单元，C形突出单元是 呈长形，藉以在围住腿部时可具有特定的覆盖面积。
其它型态的弹簧亦可用以实施于本发明。
弹簧的刚性程度可依据其使用目的来选择， 一较"软性"的弹簧3可用 于日常生活用的鞋具，较硬的弹簧3可用于运动鞋具。
本实施例的鞋具可提供脚部的收縮机会，其是通过由鞋底和背部所组成 的弹簧来进行，并具有弯曲的二区域第一区域是位于鞋具的脚跟处；以及 第二区域是位于腿部的足尖端(未绘示)。
当使用具有特定刚性的弹簧时，如图5和图6，脚跟需被弯曲。
鞋具的形成亦可决定走动或跑动的特性，当离开支撑面时，鞋底1和背 部2之间的角度会因弹簧的释放而增加，而脚部的方向是趋近于小腿的方向。 因此，腿部落于前脚，接着，脚落下，直到鞋底全部或部分接触于支撑面。在鞋底全部于支撑面。鞋底和背部之间的角度趋近于传统的90度，因而 可更有效率地使用人们的物理能力，特别的是，可完全地利用使用者的体重， 并可确保踝关节和阿基利斯腱有效率地工作。
第一实施例的鞋具可进行优选的运动方式，人们可选择具有最适合弹簧 特性(鞋底1和背部2之间的角度以及弹簧的刚性)的鞋具来穿着。在一释放 状态，脚部并未支撑于地面，而是定位于靠近小腿的方向。
对于具有180度的角度的鞋具，在释放状态的脚部的方向是一致于小腿 的方向。对于具有大于180度的角度的鞋具，脚部的方向是一致于小腿的方 向，其是由于在穿上鞋具时，使用者会付出肌肉力量来克服弹簧的压力，使 得角度接近于180度，他/她的肌肉是持续地呈绷紧状态，以维持弹簧两臂之 间的角度在脚部的生理特性所允许的限制范围内。
接着，在人们踏步于支撑面上时，鞋底和背部所形成的弹簧变形，且其 两臂之间的角度接近于90度。接着，人们开始移动，抬起一腿并持续停于另 一腿。在抬起腿时，弹簧被释放，而弹簧两臂之间的角度增加至初始状态， 同时将腿部向前及向上推。接着，人们落下腿部于支撑面，此时，弹簧3为 最大的未弯曲状态，脚并未用脚跟来接触于支撑面，而是用前脚部分来接触。 然后，腿克服弹簧的作用，使得弹簧变形至接近90度(如图3所示)。
体重较重的人在走动时，停留时全部脚面会落于支撑面。若人的体重相 对较轻，其会不足以完全压縮弹簧，而他/她在移动时仅部分的脚会停留，例 如脚尖。
本发明的鞋具具有另一可能的运动方式，主要用于训练肌肉。腿部在未 接触于支撑面时是持续地呈紧张状态，以保持延伸。使用者可通过其肌肉力 量来压縮弹簧，来试着保持鞋底和背部之间的角度为90度，因此，鞋具可主要用以蓄积肌肉的能量。使用者可仅在腿部停留时(站在支撑面上时)才减少 腿部肌肉力量，此时，肌肉的作用是由使用者体重所形成的重力来取代。腿 部的运动着地可具不同的形式在脚尖、在整肢脚、在脚跟，其依据运动的 特性和使用者的需求。
弹簧的变形亦可通过小腿的肌肉来进行，此时，为了确保弹簧的压縮， 需确保鞋具背部与肌肉的接触，例如使鞋具上部的高度充足，甚至部分覆盖 住小腿柄，或者，使用特别的固定带。在一实施例中，弹簧的变形(鞋底和背 部之间的角度减少)可通过腿部在踝关节的转动来提供。
请参照图7至图11，其显示依据本发明的第二实施例的包括鞋底和弹簧 的鞋具的示意图。不同于第一实施例，弹簧为鞋底的一前端单元，弹簧3是
悬臂式地以一支臂来固定于鞋底1的第二后端部2，因此，此弹簧3为鞋底1 的后端部2的延伸，在初始状态位置，此弹簧3是相对于后端部2向下弯曲 一a角度。
一弯曲区可定义于前端单元(弹簧)3与后端部2所连接的区域，此鞋底1 的弯曲区可依据传统脚部的弯曲来配置脚部的脚趾端、脚跖部的端处或邻 近于脚跟的区域。
鞋具上部4具有固定脚部来定位于鞋底1上的功能，并可具部分或全部 的弹性材料，藉以允许一方面持续地弯曲或折迭鞋底l，另一方面压下脚部， 包括其前端部，相对于此弹簧-鞋底l。若有需要，使用者可通过肌肉力量来 避免弹簧的弯曲(回复弹簧至初始位置)，或者可强迫弹簧伸直。
依据本发明，在使用者的脚部未置于鞋具时，鞋底1的弹性前端部和后 端部之间的初始角度a是小于180度(如图7、 8及9所示)，此角度可为不同 设定，特别是可小于90度(如图9所示)。鞋底的弹簧3可以是由弹性高分子所制成，其特性可随其长度而为常数
或可变的。
在其它实施中，沿着弹簧的剖面的尺寸和形状可随着长度而有所变化， 例如，为了在某区域中增加弹簧的刚性，其剖面面积可对应增加。
此弹簧可具有部分包覆于腿部，因此，此弹簧在一些区域可具有C形剖面。
弹簧的刚性程度可依据其使用目的来选择， 一较"软性"的弹簧可用于 日常生活用的鞋具，较硬的弹簧可用于运动鞋具。
鞋具的上部4可制成或设有固定组件，用以固定脚部，包括其前脚和跖
部于鞋具中，固定组件的形式可为
上部4的脚尖部分固接于弹簧3 (鞋底的前端部)，并形成容置空间来容置 脚部的脚尖部分；
环绕脚部的小带子、细绳及相似的刚性或弹性的固定单元，其中此固定 单元或其它固定单元亦可避免脚部在鞋底上晃动或脱离。
在运动训练期间中，合理的是使用具有或小于90度的鞋具，其是由于使 用者需付出特定的肌肉力量来穿上鞋具，以回到弹簧3的初始伸直状态(未弯 曲)，并排除脚尖的过度弯曲情形，在脚部离开支撑面时皆需要力量。使用接 近90度的鞋具(如图9所示)会有部分风险，因而需要特别的技巧。
第二实施例的装饰外观亦不寻常。鞋底为非平直，且具有明确定义的过 度弯曲；弹簧与鞋底后端部之间的角度是小于传统的180度；鞋底的前端部 在初始状态时是向下。
部分支座固定单元形式的鞋底是在初始状态时向下弯曲，藉以在使用者 体重及/或肌肉与肌腱的力量作用下，提供鞋底的周期性变形，并可同时蓄积用以变形的能量。当身体重量由一脚转移至另一脚时，第一脚的鞋底的弹簧 可释放于身体重量，并倾向回复至其初始下弯位置。弹簧的位置回复可为逐 渐地或快速地进行。在回复的过程中，弹簧可由支撑面来反弹脚尖往前移动。 本发明的鞋具的移动过程是相似于一脚尖走动在每一步中，使用者是由支 撑面被推动，此推动是完全自动地进行。
在日常走动中，弹簧的变形主要是通过使用者的体重来提供，当脚部离 开支撑面且脚部肌肉放松(脚部并未支撑弹簧的平直位置)时，鞋底的前端部 和后端部之间的角度会因弹簧释放而回复其初始位置。
由于弹簧的弯曲，向下触碰是以前脚来进行，并接着在人体体重的作用 下，鞋底伸直，且脚部分或全部触碰于地。在全部接触时，鞋底的前端部和 后端部之间的角度是接近于180度。
另一种可能的移动方式向下触碰是以脚跟来进行，并在人体体重下产 生弹簧的变形，直到弹簧变成平直。
可能的运动如下使用者使用他/她的脚部肌肉力量来避免弹簧被弯曲， 此时，脚部并未支撑于表面。在此例中，在运动中的鞋底可保持接近于平直， 且触碰的形式可为任何种类，依据于使用者的意愿。
依据人的重量和肌肉力量，他/她可利用最大的弹簧变形来移动，直到脚 部完全地支撑于地面(鞋底的弹簧和后端部之间的角度是接近于等于180 度)，或者，可利用部分弹簧变形(鞋底部分之间的角度是小于180度)。对于 各别的走动于脚尖时，脚部的后端部并不会接触到支撑面。
弹簧弯曲的初始角度可为不同，例如，若本发明的鞋具是由传统的人来 使用，而非肌肉健身的人，合理的是，可使用相对于传统平鞋底，其变化较
小的鞋具，其初始角度的范围可在165度至175度之间。对于年轻和训练中的人，鞋底的弹簧和后端部之间的角度可为140度。更"极端"的使用者可 能想尝试具有角度接近于120度的鞋具。对于运动训练的人，如极限运动， 此初始角度可接近或更小于90度。
值得注意的是，本发明的鞋具所产生蓄积能量效果并非仅决定于鞋底弹 簧的前端部的初始弯曲程度，相似于第一实施例，其效果实质上是决定于弹 簧的特性其材料的弹性和刚性，用以制成此鞋底并构成弹簧。弹簧愈坚硬， 此初始角度与传统角度的差异愈小，其取决于鞋具所需的效果。
刚性和弹性系数可随着弹簧的长度而有所变化，例如，在过度弯曲区域 中的弹簧可相对于其它部分具有较小的刚性。
此外，值得注意的是，使用本发明的鞋具所产生的运动是容易的，其是 由于不仅仅使用到鞋底的弹性特性。例如，在弹簧反弹于支撑面时，对应于 脚跟的鞋底后端部可作用为杠杆，相对于弹簧和后端部的支点。弹簧所蓄积 且在此例中所释放能量，可通过杠杆的作用来补足。弹簧可相对于支座点转 动，并作用于鞋底的后端部，使其向上。
固定单元的特性可稳固脚部的位置于鞋底上，固定单元可压合脚的任何 位置于鞋底上，包括弹簧初始被弯曲的位置。此外，固定单元需提供鞋底因 使用者的肌肉力量而部分或全部的伸直(增加鞋底的弹簧和后端部之间的角 度到180度)。固定单元的附加条件为可改变角度却不毁坏鞋具部分。
具有下弯钩状形式的鞋底前端部可使用于在石头及岩路上的移动，例如 徒步旅行中。在此例中，若有需要，使用者可一脚抓着其本身于一不平坦的 地面，藉以使另一脚找到一适合的支撑。弹簧可压下鞋底的前端部(其呈钩状 并带有脚尖)至所选择的不平坦支撑面，接着，使用者通过拉紧肌肉来伸直弹 簧，并分离脚部于不平坦支撑面，且转移其重量至另一脚。本发明的鞋具可有效率地使用人的物理资源，特别是完全地使用其重量， 并提供脚部肌肉和肌腱的有效作用。
需建议的是，使用者最初是以最适合的弹簧3和固定单元的特性来选择
鞋具。在穿着本发明的鞋具时，使用者需弯曲其脚部来对应于鞋底1和固定
单元，或者，在穿鞋过程中，部分或全部地伸直其肌肉，藉以增加弹簧3之 间的角度，并使得鞋底可最大角度到180度。
使用者更起立于支撑面上，而人体的重量是作用于弹簧上，在此作用下， 弹簧3变形且鞋底部分之间的角度是接近于180度。
接着，使用者开始移动，他可抬起一脚，并支撑于另一脚。在抬脚时， 弹簧是由使用者的重量作用中释放。若使用者未付出特定的肌肉力量，弹簧 3和鞋底1之间的角度是减小至其初始角度，并同时反弹脚部向上和向前。 脚部是部分或全部地随着此下弯鞋底而向下弯，脚部更接着落于支撑面，脚 部可以是以其脚尖来克服弹簧的作用，并变形弹簧至180度，此时，腿部是 完全支撑于脚上。
即使是坚硬的弹簧，训练中或过重的人可完全地支撑于脚的表面，瘦弱 及体重轻的人可能缺少力量来完全变形弹簧，因此在他移动时，仅通过脚尖 部分来支撑。
值得注意的是，若落脚时，使用者是以脚跟来触碰支撑面，则鞋具所蓄 积的能量的有用效应可能会突然地减少。在此例中，脚部的前端是随着弹簧 而弯曲，并保持着弯曲状态，此腿部是仅支撑于脚跟。
然而，若使用者起初抬起脚跟，并支撑于脚尖，接着，由支撑面来反弹 于脚尖(脚尖走动)，接着，弹簧可最有效率地作用于脚尖上。
此鞋具的所叙述实施例可轻易地来制造和使用，用以有效地利用使用者的重量和肌肉作用，来蓄积能量并转移能量至下一步的脚部反弹。本发明的 鞋具可用于日常生活中各种不同种类的使用者，以及物理练习或运动训练，
其亦可用于复健目的，例如创伤后的关节发展等。
除了利用弹簧的释放能量来增加运动效率外，本发明的鞋具可有利于跳 高或跳远者，其准备身体来进行跳高或跳远，并在最理想的时刻进行，以确 保其效果。因此，使用者进行一初步的摆动通过肌肉力量来部分压縮和释 放弹簧，例如，通过弯曲和未弯曲脚部，逐渐地增加晃动的振幅和频率。当 弹簧被压縮至最大压缩量时，使用者开始进行跳高或跳远。在此过程中，可 使用到其反应的效果。
相同的作用可发生于准备跑步的运动员(特别是短跑选手)，其摆动可提 供更有力量的起跑冲刺。
当穿着本发明的鞋具时，使用者可为坐着、站着、慢速的走动中、跑动 或跳动中。此外，特殊的鞋具，用以滑冰、滑雪等，可依据本发明的鞋具来 制造。
适当的测试已经完成，其验证在正确选择的初始弹簧角度和上部4的变 形可能性下，本发明的鞋具可适用于各种的使用者，并可大幅地增加使用者 的运动速度。在此过程中，使用者为了弹簧变形所付出的力气几乎不会不同 于使用者在传统鞋具中所付出的力气。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并 非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围 内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围 为准。
权利要求
1.一种可蓄积能量的鞋具，用于通过弹性变形来蓄积能量，其特征在于所述鞋具包括弹性鞋底；弹性背部单元，结合于所述弹性鞋底上；以及固定组件，用以确保使用者的脚部定位于所述弹性鞋底上，其中所述固定组件是耦接于所述弹性鞋底和所述弹性背部单元；其中，所述弹性鞋底和所述弹性背部单元之间是以初始角度来设置，所述初始角度是大于90度，所述弹性鞋底和所述弹性背部单元是形成片弹簧，并具有预设弹性，以提供所述弹性变形，所述弹性鞋底和所述弹性背部单元为所述片弹簧的两臂。
2. 根据权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述弹性鞋底 和所述弹性背部单元是以弹性聚合物来制成。
3. 根据权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述初始角度是依据所述片弹簧的特性、使用目的及使用者的物理能力来选 择。
4. 根据权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧的截面是随其长度而为常数或可变。
5. 根据权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧的 弹性和刚性是随其长度或宽度而为常数或可变。
6. 根据权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧具有c形截面的区域，用以部分包覆于使用者的腿部。
7. —种可蓄积能量的鞋具，用于通过弹性变形来蓄积能量，其特征在于所述鞋具包括 鞋底；背部单元，结合于所述鞋底上；固定组件，用以确保使用者的脚部定位于所述鞋底上，其中 所述固定组件是耦接于所述鞋底和所述背部单元；以及片弹簧，具有预设弹性，以提供所述弹性变形，所述片弹簧 具有两臂，其分别耦接于所述鞋底和所述背部单元；其中，所述鞋底和所述背部单元之间是以初始角度来设置， 所述初始角度是大于90度。
8. 根据权利要求7所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧是以弹性聚合物来制成。
9. 根据权利要求7所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧的截面是随其长度而为常数或可变。
10. 根据权利要求7所述的鞋具，其特征在于所述片弹簧的弹性和刚性是随其长度或宽度而为常数或可变。
11. 根据权利要求7所述的鞋具，其特征在于所述初始角度是依据所述片弹簧的特性、使用目的及使用者的物理能力来选 择。
12. —种可蓄积能量的鞋具，用于通过弹性变形来蓄积能量，其特征在于所述鞋具包括鞋底，包括前端部和后端部，所述前端部是形成支臂弹簧， 以提供所述弹性变形，所述支臂弹簧是向下弯曲并悬臂式地固定于所述鞋底的所述后端部；以及固定组件，用以确保使用者的脚部定位于所述鞋底上，其中 所述固定组件是耦接于所述鞋底，并下压使用者的脚部的前端于 所述支臂弹簧上；其中，所述鞋底的所述前端部和所述后端部之间是以初始角 度来设置。
13. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述初始角 度是小于180度。
14. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于弯曲区是定 义于所述鞋底的所述前端部与所述后端部所连接的区域，所述弯 曲区是位于脚部的脚趾端、脚跖部的端处或邻近于脚跟的区域。
15. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述支臂弹簧是以弹性聚合物来制成。
16. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述初始角度是依据所述支臂弹簧的特性、使用目的及使用者的物理能力来 选择。
17. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述支臂弹簧的截面是随其长度而为常数或可变。
18. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述支臂弹簧的弹性和刚性是随其长度或宽度而为常数或可变。
19. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述支臂弹 簧具有C形截面的区域，用以部分包覆于使用者的腿部。
20. 根据权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述支臂弹簧是呈下弯钩状的形式。
全文摘要
本发明提供一种可蓄积能量的鞋具。此鞋具包括弹性鞋底、弹性背部单元及固定组件，弹性背部单元是结合于鞋底上，固定组件是用以确保使用者的脚部定位于鞋底上。其中，根据本发明，弹性鞋底和弹性背部单元之间是以初始角度来设置，初始角度是大于90度，而形成膝状的扁平可变形弹簧(在此又称为片弹簧)，其具有预设弹性，而鞋底和背部单元为片弹簧的‘两臂’(或两肩)。本发明的鞋具可通过弹性变形来蓄积能量，并转移能量来由支弹面反弹至脚部，增加运动效率。
文档编号A43B5/00GK101536818SQ20091000792
公开日2009年9月23日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月29日
发明者希罗基赫·马克·鲁道夫维奇 申请人:希罗基赫·马克·鲁道夫维奇