具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋及其鞋底的制作方法

技术领域

本发明涉及运动鞋，具体涉及具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋及其鞋底。

背景技术：

通过对跑步运动者的足部运动特点的长期研究发现，跑步时足部接触地面主要包括前脚掌先触地和后脚掌先触地两种方式，根据跑步速度的不同又具体细分为以下方式：在慢跑时，多数人的是脚后跟先触地，然后依次过渡到中足和前脚掌触地，最后通过前掌和大脚趾完成蹬身离地，少部分人则是中足和前脚掌先着地；而快速跑步时，大部分人则是中足以及前脚掌先着地，少部分人则是后脚跟先着地；长跑时，则是以上两种触地方式的结合。

无论哪种触地方式，前掌在抓地、蹬身、反弹和助推过程中均发挥着至关重要的作用。但是目前的跑鞋主要靠在中底添加反弹材料来实现的前掌的反弹助推功能，当然也有一些跑鞋是通过结构设计来实现前掌的反弹助推功能，如阿迪达斯的刀锋跑鞋，其在前掌加设聚合物Polymer材质的页片来实现反弹助推和抓地性能，但其叶片的稳定性能较差，且耐磨性较低，跑步环境大大受限。

因此，目前需要设计一种结构更先进的运动鞋，能够更好地实现前掌反弹助推和抓地性能，并具有较好的稳定性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有的运动鞋的前掌抓地反弹助推性能较差，并且稳定性较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋鞋底，鞋底的前掌部由内底和环绕于所述内底的外周的外底组成，所述内底的底面上设有网格状的第一凹槽，所述第一凹槽的分布与足底压力线的走向一致，所述第一凹槽将所述内底的底面分割成多个模块，每个所述模块的底面上分别开设有网格状的第二凹槽，所述第二凹槽将所述模块的底面分割为一个支撑框和多个弹片，所述弹片位于所述支撑框内。

在上述方案中，所述模块的排列分布为：鞋底的大脚趾区域沿横向并排设有2个所述模块，鞋底的跖骨区域沿横向并排设有4个所述模块，鞋底的跖骨与中足连接区域沿横向并排设有4个所述模块。

在上述方案中，所述弹片沿鞋底纵切面Y的剖面形状为底边向下倾斜的三角形，且三角形的其中一个角向朝下设置。

在上述方案中，所述模块及弹片的倾斜方向沿足底中轴线的两侧对称布置，且位于内侧脚掌位置的所述弹片沿足部前脚掌的内旋方向倾斜排布。

在上述方案中，位于内侧脚掌位置的所述弹片的法线方向与鞋底纵切面的夹角为5-10度，位于外侧脚掌位置的所述弹片的法线方向与鞋底纵切面的夹角为3-6度。

在上述方案中，大脚趾区域的所述弹片的法线方向与鞋底纵切面的夹角为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，所述内底的材质为EVA材料，所述外底的材质为耐磨橡胶材料。

在上述方案中，所述模块与所述外底的高度一致。

本方案还提供了一种包含有上述具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋鞋底的运动鞋。

本发明，通过与足底压力线的分布一致的模块，和与足部内旋方向对应布置的弹片，使鞋底不仅具有较好的抓地反弹助推性能，并且能够通过弹片有效控制足部的过度内旋，大大提高了鞋底的稳定性。

附图说明

图1为本发明的外形示意图；

图2为本发明中模块在首次触地时的结构示意图；

图3为本发明中模块在触底后被挤压变形的结构示意图；

图4为本发明中模块在变形最大时的结构示意图；

图5为本发明中模块在蹬离地面时的结构示意图；

图6为足底压力分布图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1、图2和图6所示，本发明提供的具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋鞋底，鞋底的前掌部由内底和环绕于内底的外周的外底1组成，内底和外底1一体成型，但采用的是双密度成型技术，内底的材质采用EVA材料并作为反弹助推部，外底1的材质采用耐磨橡胶材料并作为稳定支撑部。内底的底面上开设有网格状的第一凹槽2，第一凹槽2的分布与足底压力线的走向一致，第一凹槽2将内底的底面一体成型分割成多个模块，模块优选设计为与外底1的高度一致，第一凹槽2的设计一方面利于前掌部的弯曲再者可引导前掌部弯折及前掌内旋，由于第一凹槽2的存在，各功能模块既可以独自工作，相互之间配合又可以实现整体功能。

每个模块的底面上分别开设有网格状的第二凹槽5，其中第一凹槽的深度优选的大于第二凹槽的深度。第二凹槽5将模块的底面一体成型分割成一个支撑框3和多个弹片4，弹片4位于支撑框3内，根据不同需要，每个支撑框3内可设有4-8个弹片4。

进一步优选地，根据图6所示的鞋底压力分布规律，模块的排列分布为：鞋底的大脚趾区域沿横向并排设有2个模块，鞋底的跖骨区域沿横向并排设有4个模块，鞋底的跖骨与中足连接区域沿横向并排设有4个模块，以更好地使模块按鞋底的受力大小对应排布，使鞋底具备更高效的反弹性能。

进一步优选地，弹片4沿鞋底纵切面Y的剖面形状为底边6向下倾斜的三角形，且三角形的其中一个角7向朝下设置，这种结构使得鞋底在落地时，弹片4更易受压变形储存能量，在蹬身时可以为足部提供较好的助推力。

进一步优选地，模块及弹片4的倾斜方向沿足底中轴线的两侧对称布置，且位于内侧脚掌位置的弹片4沿足部前脚掌的内旋方向倾斜排布，这样，外侧脚掌位置的弹片4沿足部前脚掌的内旋方向反向排布。这种结构更利于足部内旋，同时外侧脚掌位置的反向弹片4又可以控制足部过度内旋。

进一步优选地，根据大量实验研究发现，当弹片设计为以下参数时，鞋底的反弹助推性能最佳：位于内侧脚掌位置的弹片4的法线方向B与鞋底纵切面Y的夹角为5-10度，位于外侧脚掌位置的弹片4的法线方向C与鞋底纵切面Y的夹角为3-6度，大脚趾区域的弹片4的法线方向A与鞋底纵切面Y的夹角为1-5度。

研究发现，跑步时，足底前掌受力依次从外侧-中部-内侧-大脚趾区域，由于模块的排列方向和角度与鞋底压力分布规律吻合，其反弹力可分解为向前和向外的力，向前的力助推足部内旋和向前移动，向外的力可有效控制足部的过渡内旋并稳定控制；前掌内侧模块的反弹力可分解为向前和向内的力，助推鞋底的反弹和内旋。

如图2-图5所示，图中向右为足部前进方向，模块的工作以及受力过程如下：

当前脚掌以方向D1落地时(如图2)，地面冲击力F1首先接触底边6的角7的位置，角7的部位也可设计为具有一定弧度的弧形以减少磨损；当前脚掌继续以方向D2向前移动时(如图3)，模块受鞋底压力F2挤压变形储存能量；当压力F2达到最大时(如图4)，内底被拉伸同时模块挤压到内底中，能量储存达最大；当足部蹬身离地时(如图5)，足部逐渐向前移动时，模块释放储存的能量形成反推力F3助推足部起到反弹助推功能，而斜面的底边6可以有效起到抓地性能。

本方案还提供了一种包含有上述具有前掌抓地和反弹功能的运动鞋鞋底的运动鞋。

本发明，通过与足底压力线的分布一致的模块，和与足部内旋方向对应布置的弹片，使鞋底不仅具有较好的抓地反弹助推性能，并且能够通过弹片有效控制足部的过度内旋，大大提高了鞋底的稳定性。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。