正确姿势高跟鞋的制作方法

本发明涉及高跟鞋，且具体地说，涉及使得穿戴者能够在站立及行走时呈现并维持结构学上合适的姿势的高跟鞋。
背景技术：
：鞋子以及具体地说通常超过两英寸(5.08cm)的被称为高跟鞋的鞋子适用于穿戴在人足上。虽然舒适度是鞋类所要主要考虑的，但是其次要考虑的通常是尤其关于前述高跟鞋的款式，很多时候通常特别是出于款式考虑而穿戴所述高跟鞋。在结构学上，人足由二十六块不同的骨头组成，所述骨头由大致三十个关节彼此连接且通过韧带及关节囊而保持在其相应位置中。除腿部的下部肌肉及足肌的肌腱之外还有三十个肌腱在足部移动时起作用。踝关节负责足部的背屈(将脚趾升高且仅用脚跟站立)及跖曲(使脚趾降低且仅用脚趾站立)。在踝关节下方，存在称为跗骨的五块骨头，且这些骨头取决于表面的本质在必要时由于成组移动而可变为极具耐力或刚性结构，这些骨头经由其间的关节而接触。跗骨是五块长骨头，其位于足部的前部处。在这些跗骨结构的末端处，存在正常行走所需要的指关节，其由趾骨组成。脚趾经由跖趾(MTP)关节与跗骨连接，其中最重要的一个跖趾(MTP)关节是属于大脚趾的第一MTP关节。足部结构可分为三个可辨识部分。开始于后部，第一部分(即，脚跟)由距骨及跟骨组成。第二或中间部分由足舟骨、踱骨及其它骨头(骰骨及三块蝶骨)组成。五个脚趾包括足部的第三部分或前部，大脚趾如同手的拇指一样具有两个趾骨，且其它脚趾具有三个趾骨。当负载施加于脚趾上时，在大脚趾按压地面的时间期间，其它四个脚趾呈现抓取移动定位。足部中存在两个足弓系统；一个足弓系统是足部的前部处的横足弓。第二或另一纵足弓开始于跟骨且跟随足部的内部直到大脚趾的基部关节为止。前部处的足弓是由韧带塑形，所述韧带在无负载作用于足部上时维持足弓的形式，且当负载施加于足部上时随着足弓按压到地面而拉伸。从跟骨延伸到脚趾的足底腱膜(足弓韧带)也拉伸。施加在足弓上的负载越多，韧带就越拉伸。足部及脚趾的许多移动受控于肌肉，所述肌肉开始于腿部的下部且其肌腱附着到足部。肌肉控制足部的更精细移动，所述肌肉开始于足部自身且附着在足部自身上。足部的许多移动是经由韧带由腿部的底部处的肌肉提供。足部的站立、行走及跑动功能由于此类肌肉的收缩而变得可能。除上述肌肉之外的许多小肌肉在足底处产生基部，其中肌肉的位置介于骨头之间。根据典型的人足的结构的大量相互作用组成部分显而易见的是，某些组成部分的支撑及定位必须伴随地与其它足部组成部分的支撑及定位有关以提供相互作用的舒适度。足部部分的支撑及定位的极端扭曲使舒适度的实现变得复杂化。已知如今所使用的高跟女鞋的功能并不健康或舒适，而几乎仅仅是出于鞋子的外观目的。外观考虑通常与正确足部支撑、尤其与足部移动不一致。由几乎所有流行高跟鞋的错误度计算引起的情形主要导致穿戴此类鞋子的人的重心朝足部的前部移位，即，朝跖骨移位。因此，穿戴此类鞋子的行走是以变形且不自然方式进行的。这可能导致跟腱变形、从肌腱拉伸开始身体的所有部位疼痛(包含头痛)、半月板疼痛、髋脱位疼痛，且可能造成手腕及颈部(即，“脊柱”脊椎)呈现“S形状”，使得脊椎曲率大于正常曲率。一直穿戴此类鞋子会增大脊椎的S形状，由此增加穿戴者遭遇椎间盘突出及颈椎间盘突出的可能性。通常情况是，当高跟鞋结构中使用错误的反正切值或错误的鞋跟-鞋头角度值时，穿戴高跟鞋的人变得不舒适，且在短时段之后通常遭遇足底的剧痛。即使鞋跟的角度被设置为小于最小度数值的值，足底中也会导致疼痛，这是因为重心比正常情况后退，且足部被迫呈现大于其预期呈现的弧度。过去各国已经使用具有数种不同款式的各种对策来提供结构学上正确支撑且舒适度增加的高跟鞋。然而，提供任何高度的正确支撑及舒适度而不影响美学外观的此类对策却不太多(如果有的话)。技术实现要素：因此本发明的目的是提供一种高跟鞋，所述高跟鞋具有最少或无明显外观变化，而又使得穿戴其的人(通常为女人)(但是下文参考女性穿戴者类似地适用于男人的鞋类)以结构学上正确(合适的)姿态站立及行走，即，如同她穿戴无跟平底鞋行走时一样行走。本发明的另一目的是提供一种使得穿戴者的身体能够正确平衡地站立且足部倚靠在所有点上的高跟鞋。本发明的又一目的是提供一种高跟鞋，所述高跟鞋使得穿戴者能够呈现并维持结构学上合适的笔直身体姿势，具有尤其是时尚类型的高跟鞋配置通常无法获得的高度舒适度。通常，本发明包括鞋跟高度超过两英寸(5.08cm)且配置有正确配置结构的相互关系角度及长度的组件元件的高跟鞋，其中足部应力及不舒适度得到最小化同时保持其美学外观。根据本发明，通过如下文所述般在基本上精确一致性的情况下调整反正切值可在高跟鞋中实现结构学上合适的笔直身体姿势及所伴随的舒适度。这可仅仅通过调整重心使得所述重心将在足部的后部或中间部分上而变得可能。换句话来说，可通过使身体处于适用于健康结构学的姿态来实现笔直身体姿势。高跟鞋构造中的足部支撑及其所涉及的组件使对其部分的理解和界定成为必要。通常与足部的底部接触的第一部分是“鞋内底板”。在大部分鞋类中，这是在足部的整个后部正下方的鞋子的牢固部分。其通常开始于鞋子的后部(鞋跟部分)且通常延伸直到鞋头部分为止或直到足部的底部的曲率末端为止。鞋内底板通常具有另一缓冲层及/或其顶部上的一层鞋内底滚边。此滚边厚度可不断改变且通常确实不断改变。“弓垫”是放置在鞋内底板下方的某个点处以支撑鞋内底板的形状及穿戴者置于鞋底上的重量的支撑件(通常例如钢的金属，或其可由玻璃纤维或其它牢固材料制成)。弓垫并无固定的放置位置；但是其曲线需要匹配其放置在鞋内底板下方(或有时候上方)的位置处的鞋内底板的曲线。如本文中所使用，“曲率”通常是“鞋内底板”的曲率，或鞋子中在穿戴者的足部正下方且开始于足部后部并向前延伸直到其到达不再下降(即，基本上平坦)的点为止的任何其它位置的曲率。在后者方面，应注意，鞋内底板通常具有另一缓冲层及/或其顶部上的一层鞋内底滚边。滚边的厚度可不断改变且因此影响曲率参数。在其中存在有意义的厚度的实例中且归因于足部倚靠在除鞋内底平面之外的曲率上的缓冲材料的牢固度，如本文中所规定的曲率是当穿戴者将其重量置于鞋子上时获得的曲率，且在重复穿鞋子之后(当缓冲层在某初次使用后已经稳定之后，或在第一次穿戴时保持其形状的牢固缓冲层的情况中)保持在穿戴者的足部正下方的形状是如本文中所使用的“曲率”。当遵照结构学调整高跟鞋中的鞋内底板的角度(反正切值)时，足部的脚底上的凸部及凹部的每一及每个点均精确地倚靠在鞋内底板上。因为各个鞋子部分可直接支撑穿戴者的足部，所以如本文中所使用的术语“鞋内底板”具体是指鞋子的部分及其曲率，所述鞋内底板直接支撑并接触穿戴者的足部。其还包含坡跟型高跟鞋中的相同类型的上部结构。高跟鞋的鞋内底板大致上遵循类似于反正切(k*x)函数的形状。为了获得此结构中的函数形状及所述函数如何展现出期望曲率，最初使用“等式1”以针对具有期望曲率的鞋内底板上的点获得y值：y＝(5/arctan(10k)).arctan(k.x)……………………(等式1)，其中x-y坐标平面相对于高跟鞋的鞋内底板的横向位置叠加(其中顶点在鞋内底板的向上倾角的初始点处)，x坐标值标示从坐标平面的垂直部分延伸到鞋内底板所处的点的长度。k值是以经验确定，且如所确定般根据鞋跟高度改变，其中以下表格4中阐释了各个值(其外推及变动是针对其它鞋跟高度及具体鞋跟高度的可操作范围而确定)。k2因子(如下文阐释的校正因子中所使用)标示(针对曲率因子)通过根据本发明确定结构学上正确的位置及最大舒适度的实验研究所获得的恒定值300。y坐标值标示从坐标平面的水平部分延伸到鞋内底板所处的点的长度。等式中给定的x及y值各自是长度值，其中y值根据沿鞋内底板位置的x距离的改变而改变。通过使用“等式2”来计算由等式1的y值推导的期望鞋内底板曲率K。K＝y″/(1+(y′)2)3/2…………………………(等式2)其中K标示相对于等式2中给出的一阶微分y(y')及二阶微分y(y”)改变的值。根据x值及恒定k值表达的K值的等式2的形式被示为“等式3”，所述等式用于经确定曲率。相对于特定高跟鞋的鞋跟及鞋台高度的高跟鞋配置(其实现结构学上合适的身体姿势及行走，且具有根据本发明的矫形倾角及高跟)包括以下元件及参数：-至少一个鞋内底板，其经配置使得鞋子的鞋头角度(β)及所伴随的鞋跟角度(α)提供正确的笔直身体姿势，且根据曲率K设置大小(曲率K是通过将y＝(5/arctan(10k)).arctan(k.x)与关于人足的实际配置的校正系数1/(1+(x-xj)2/k2)相乘而得到)，且是通过将任何鞋内底板距离x值从零取到一百而利用x因子(及所伴随y值)及鞋跟高度来计算，所述鞋跟高度可如期望般改变，改变的程度为从足部前部到人的脚跟之间的约2英寸到4.5英寸高度差(端点的可能变动至多10％)(且至多8英寸，其中前部鞋台高达约31/2英寸以维持约4.5英寸最大差值)范围的选定高度，-至少一个前部鞋台，其经形成以使足部升高高出地面达选定高度，及-至少一个鞋头，其位于足尖所置于的位置处且其角度可改变介于约7°到26°之间(可能具有10％偏差)的期望量。根据以下讨论及图式将更加明白本发明的以上及其它目的、特征、优点。附图说明图1是高跟鞋的侧视图，其描绘影响姿势及舒适度的修改的区域；图2是图1的高跟鞋的鞋内底板的侧视图，其指示修改的角度及鞋内底板升高的角度梯度的x-y分量；图3是鞋跟宽度减小的图1的高跟鞋的另一实施例的侧视图；图4是函数y＝(5/arctan(10k))*arctan(k*x)取决于函数y中的k变化所遵循的路线的图表表示，所述函数y最初用于基于图2的x、y分量的变动来确定舒适度修改；图5是不同鞋跟高度的高跟鞋的A1、A2、A3、A4、A5、A6鞋内底板的曲率变化的图表表示(在下文分别表示2”、21/2”、3”、31/2”、4”及4.5”的鞋跟高度)，所述不同鞋跟高度可利用在鞋内底板曲率的不同点处关于x及y轴的不同曲率而产生；图6是根据本发明的鞋内底板及鞋内底板的图表表示，所述图表表示提供针对4英寸鞋跟的x-y倾角参数；图7是本发明的高跟鞋的左侧视图，其示出了如图2中所示针对具有从约2英寸到4.5英寸范围的鞋跟的鞋子的鞋跟角度(α)及鞋跟支撑配置；图8A及8B描绘了人腿在穿戴现有技术的高跟鞋(8A)及本发明的高跟鞋(8B)时的姿态差异；及图9示出了其中已经实施适当鞋底曲率的本发明的参数的坡跟型高跟鞋实施例。具体实施方式图中所示的组件各自给定如下共同的组件参考标号：1.高跟鞋2.如从某个点测量的鞋内底板，在所述点处，接触足部的鞋内底板上升且延伸到鞋子背面或后部。3.鞋跟，其作为鞋内底板的部分并且支撑穿戴者的后部或脚跟4.前部鞋台，其从鞋内底板的上升点向前延伸5.作为鞋子前部的鞋头表格1提供鞋底对准，其中实现并使用以下“等式”计算正确的“曲率”：K＝4/i………………………………(等式4)由此i是4除以等式2中给定的K。表格1示出了鞋底对准(x值)，其中通过如下使用等式4产生最大“曲率”：i12345678910x0.881.221.471.681.862.022.182.322.462.59i11121314151617181920x2.732.863.003.133.273.413.553.683.823.97表格1根据这些数据，显而易见的是，为了达到其中当k下降时产生最大弯折的对准，k应被最小化。当检查获得的图式时，显而易见的是，鞋内底(2)角度及鞋跟(3)角度随着k值下降而增加大于预期值的量。需要因子函数以将弯折对准向后移位而不极大地增加鞋跟(3)角度。实例通过计算进行十次不同的鞋底实验，其中鞋跟具有2”到4”(5.08cm到10.16cm)范围的不同高度，以获得遵照“等式1”及校正系数的鞋底或鞋内底板曲率，其中获得(或推导)结合2”、21/2”、3”、31/2”、4”、4.5”的鞋跟使用的A1、A2、A3、A4、A5、A6鞋内底板的理想形式。结合等式1使用的合适校正因子是如使用MatLab软件程序的参数计算的以下给定“等式5”。1/(1+(x-xj)2/k2)，x∈[0，100]…………(等式5)其中A1、A2、A3、A4、A5、A6的鞋跟大小的变量xj在以下表格4中给出，其中：xj是用于改变公式中的因子函数的结果使得鞋内底板更适用于人足结构学的变量。且变量k2是用于改变公式中的因子函数的结果使得鞋内底板更适用于人足结构学且已被确定为300的变量。运用所获得的经校正公式，形成A2、A3、A4、A5及A6鞋内底板，且此类模型是以实验方式观察(作为直接足部支撑)且被视为成功地提供结构学正确支撑及增加穿戴者的舒适度。表格2示出A1、A2、A3、A4、A5及A6鞋内底板可产生于不具有前部鞋台的高跟鞋中(其具有约2”到4.5”范围的高度且作为高跟鞋)，于具有从约0”到3.5”范围的高度的适当大小的前部鞋台的高跟鞋中(前提是穿戴鞋子的足部的前部到鞋跟之间的升高距离不大于4.5”，即，对于前述鞋子来说，具有从0”到3.5”范围的适当的鞋台)。图中所示的高跟鞋(1)的鞋头角度(β)及鞋跟角度(α)相对于鞋内底板(2)改变以确保笔直身体姿势。对应于每一高跟鞋(1)的鞋头角度(β)的鞋跟角度(α)在表格2中给出。如表格2中可见，从2英寸到约8英寸范围的鞋跟优选地具有如图7中所示的约5°到26°(具有10％的可能偏差)范围的(α)鞋跟角度值。鞋跟角度的变动取决于一个或两个因子。第一因子是不同鞋跟高度(cm/英寸)的差值，且第二因子是由在例如持久工艺等制造高跟鞋时使用的材料展现出的差异。当高跟鞋(1)的鞋头角度(β)是介于7°与26°之间的角度时获得最佳结果(姿势及舒适度)。鞋跟角度(α)取决于鞋内底板曲率计算，其中鞋跟是鞋内底板的后端，但是鞋内底板在给定范围中的变动在功能上是由制造工艺决定的。通常，典型的鞋跟部分距离在相距鞋子后部35mm到50mm的范围中，其中鞋跟角度是从鞋子后部(例如坡跟鞋)测量，且所述距离可小于极窄的细跟鞋的情况。通常通过沿足部支撑件相距鞋子后部在35mm到50mm之间的长度来确定如本文中进行的鞋跟角度及其范围的计算。针对具有如指示为A1到A6的鞋跟高度的鞋内底板而提供用于以下表格2的距离开始于鞋子的后部及鞋内底板的末端且沿鞋内底板的长度延伸。表格2应了解，由前述公式1及校正因子获得的鞋内底板模型(尽管如被描述为适用于正确姿势及舒适度)可与前述范围参数内的鞋头角度(β)及鞋跟角度(α)达几度偏差。偏差范围及舒适度偏差在其外部界限处是由表格中的相近鞋跟高度的值来界定。因此，例如，在90mm到100mm距离点处，A1的度数曲线值可在从42.96°到A2的45.63°的范围中。对于A2，值是在从A1的42.96°到A3的49.61°(从A1到A3的值)的范围中。类似地，对于A3，值是在从A2的45.63°到A4的51.72°的范围中，且对于A4，值是在从A3的49.61°到A5的56.13°的范围中。A5的范围是从A4的51.72°到A6的58.43°。A6的值是从A5的56.13°到A6的58.43°。A1及A6的值是具有可能偏差的相应最小值及最大值。范围在各个距离点上类似地扩展。以类似方式，鞋跟角度α可在介于如表格中针对具体鞋跟高度给定的相近鞋跟高度A1到A6之间的范围中变化，其中针对A1的鞋跟角度介于5°到16°之间，针对A2的鞋跟角度介于5°到18°之间，针对A3的鞋跟角度介于12°到20°之间，针对A4的鞋跟角度介于14°到22°之间，针对A5的鞋跟角度介于16°到26°之间，且针对A6的鞋跟角度介于18°到26°之间，其中A1及A6的值是相应最小值及最大值(具有至多10％的可能偏差)。确定落在2”到4.5”范围中且不同于具体的A1到A6高度的鞋跟高度的可操作范围的具体位置及弯曲值处的弯曲角度，表格4的xj及k值用以提供相近A1到A6值之间的范围值的外推。因此，通过对中间鞋跟高度值使用公式、通过使用表格2及3中的A1到A6模型鞋内底板的值进行内推，可以将建模有效地应用于许多不同的鞋内底板。以中间鞋跟高度制作的鞋内底板从正确姿势舒适度考虑是可接受的。以中间鞋跟高度制作的鞋内底板可在鞋子的成功生产中使用且类似地不受几度的偏差影响。以下给出的表格3中提供了A值的中间值。表格3当形成A1、A2、A3、A4、A5、A6鞋内底板时，表格4中给出的变量xj、k及k2如上所述般使用，其中k是MatLab算法的变量函数。此表格中给出的k2是用于改变公式中的因子函数的结果使得鞋内底板更适用于足部结构学且已以经验确定为300的变量。表格4参考图式，如图1及3中所示，典型的高跟鞋1包括鞋头部分5、鞋底或鞋台部分4，其可如图1中所示般为足部前部提供升高倚靠，或可具有如图3中所示般的最小厚度。鞋内底板或直接足部支撑部分2从鞋底或鞋台部分2延伸且通常与鞋底或鞋台部分2整合，且开始于所示的图2的鞋内底板2的升高点。鞋内底板2通常作为朝向鞋子后部或鞋跟的弯曲部分而升高，其中鞋子的部分是由图1及3中的不同配置所示的鞋跟3支撑。在图8A的现有技术鞋子及图8B的本发明的鞋子两者中，图8A及8B中所示的鞋子1的穿戴者的脚跟均倚靠在鞋跟3上并由鞋跟3支撑。图2及图7中所示的本发明的鞋子的鞋跟角度(α)在5°到26°的相对低水平处，通常大大低于现有技术的高跟鞋的鞋跟角度的水平。尽管鞋头角度可与地面齐平(例如图1的鞋子)，但为了更好的姿势及增强舒适度，鞋头角度(β)应稍微升高，其中角度在7°到26°的范围中且与此范围具有极小偏差或无偏差。现有技术鞋子及本发明的鞋子两者的鞋内底板2的曲线由叠加在鞋内底板上的x、y轴坐标系统界定，其中原点在鞋内底板2中的某个点处，在所述点中，鞋内底板开始如图2中所示般上升。鞋内底板上的每一点由相互关联的x及y参数值界定。鞋内底板的曲率由如图4中所示的函数k来确定，所述曲率可在具有低k值的有限曲率到具有提供不同的支撑度及/或舒适度/不舒适度及正确足部及定位及姿势的各个曲率的高度弯曲形状之间。如图5的x-y图表中所示，制作五个鞋内底板A1到A5，其是根据本发明利用等式1、如利用等式5的校正因子校正过、针对曲线的每个x、y值、利用为300的k2恒定值且如由不同曲线表示。A1到A6鞋内底板分别是针对2”、21/2”、3”、31/2”、4”、4.5”的鞋跟高度而制作。图6详细地描绘具有4”鞋跟的A5鞋内底板的曲线。图8A及8B示出了现有技术鞋子1’(图8A)及本发明的鞋子1(图8B)的穿戴者的位置及姿势姿态，其中现有技术鞋子穿戴者的正确笔直轴A展示了相距正确姿势的前倾偏差、缺少完全支撑及引起典型的高跟鞋疼痛的所得前鞋头压力。足弓区域9中也缺少支撑。相比之下，图8B中的鞋子1在整个足弓中提供完全支撑且脚跟被完全支撑使得穿戴者沿轴A以更美学且优美外观直立，其中图8A及8B的展示在时尚外观上的明显差异非常小。图9示出了被称为坡跟鞋的高跟鞋实施例，其中使用完全支撑的鞋底来代替如在其它实施例中使用的坚固鞋内底板。鞋底2的曲率基本上与具有鞋内底板的实施例的曲率相同。应了解，以上内容及实例仅仅是本发明的实例，且在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的范围的情况下，材料、结构、配置等的变化(例如鞋内底上的压力或正常疼痛部位处、尤其鞋跟处或附近的额外缓冲)是可行的。当前第1页1 2 3