专利名称:快速省力的竞赛旅游鞋的制作方法
本实用新型是一种竞赛或旅游用的鞋以往的竞赛、旅游鞋、长时间穿着行进后，首先最感疲劳的就是脚趾和前掌。究其原因是因跨步时，一方面脚趾反复不断地折曲，另一方面在整个跨步过程中，压力始终集中在前掌上。
然而，对竞赛和旅游用的鞋来说，其主要目的是省力和快速，使得竞赛时能提高成绩，旅游时能轻松舒适，并非藉机来锻炼脚趾和前掌。为此，本实用新型提供了一种新型竞赛或旅游用的鞋。下面将本发明鞋(图1)和普通鞋(图2)作一对比。
图1显示出本实用新型的鞋1。其主要特征是鞋底2的前部向前上方弯曲成一个适合滚动的曲面3，并且，为了保证此曲面(即整个鞋)在重压下不变形，而在鞋底内加有使该曲面形状固定不变的刚性衬壳4。另外，图中的C是一条横贯鞋底的线，它是鞋底开始向前上方弯曲成滚动曲面3的离地线(为方便，以后也叫C点)。5为与衬壳4成一整体，加强衬壳4的加强筋，6为弹性鞋垫，7是鞋面。
由于鞋底是一种可以向前滚动的不变形曲面，所以在跨步时，脚趾不需折曲，同时压力始终均匀分布在整个脚底上，从而消除了反复折曲的疲劳，避免压力集中在前掌上，增进了轻松舒适感。
除此以外，由于本鞋的离地线C比普通鞋的趾尖O远远偏后，因而在向前跨步时，人体重心越过C线比超过趾尖O更容易，因而形成比穿普通鞋更强、更明显的前冲力。这无疑会给运动竞赛带来省力和加快步频的好处。同时，由试验得知，以a点为分界线，c线越偏前，越稳定而不易前倾；C线越偏后，则前冲性愈强。C线位置依据对鞋的不同要求而各异。例如，对要求较稳定的旅游鞋来说，其C线比较偏前，一般约在a点前方10～25毫米处。
若为了更加稳定，防止下坡时无限制地向下方滚动，还可将曲面3与地面相切的切点F的前方衬壳4做成平面形状(图3)，叫做使滚动停止的鞋底平面T，简称仃滚平面T。当曲面3向前滚动至停滚平面T与地面接触时，滚动即被制止。这种结构一般讲，主要用于旅游鞋。
图2为一特例，即26 1/2 号脚(鞋)跨步的情况。其中OO1O2表示脚趾骨及其后面的脚骨示意线。OO1为脚趾(前掌)部分，并可在O1处折曲。图中取较大跨步时，O1O2向上抬起与地平面成ψ＝45°的夹角。为了比较，在脚骨O1O2上任取一点A(例如OA＝147毫米)。测得A点上抬45°至A′位置后，A点向前水平位移的距离＆＝18毫米以及A点垂直升高的高度H＝43毫米。另外，a点为脚弓的顶点位置，Oa＝160毫米。现在，以上述参数＆和H作为比较标准，并由图1来对比说明本实用新型的特征和作用机理。
由图2的参数＆和H可知，除前述诸特征外，本实用新型的鞋还必须满足以下两个条件。亦即图2中与图1的A点对应的点A(OO1A＝147毫米)的平移距离＆′及其升高H′必须满足下式＆′＞＆以及H′≤H。因为，只有＆′＞＆，才能使每一跨步距离大于普通鞋的跨步距离，加快了速度，而H′≤H，则保证不会增加位能的消耗。这一点由图1中测得的＆′＝41＞＆＝18毫米，H′＝43毫米＝H即知本鞋能满足这一要求。
这里，将＆′＞＆，H′＝H(极限情况)，并具有适当前冲力的曲面3叫做最佳曲面。由图1的竞赛鞋的特例可知，因竞赛规则的严格要求，底厚不能超过13毫米。在如此薄的鞋底条件下，若脚趾OO1取平放姿态，则曲面3势必嫌过于低而平直，不够弯曲，影响滚动作用的发挥。那么，为了获得比较最弯曲的最佳曲面，脚趾OO1有时就需要适当地向上抬起而与脚底O1O2成一夹角θ，以便给鞋底让出向上弯曲的空间。这种夹角并非完全违反自然。对脚的观察就会发现，当处于放松的自然状态时，脚趾与脚底之间就存在约近20°的夹角。若是高跟鞋，甚至可达30°左右，由试验可知这样大的角度对跨步时不折曲的脚趾讲，也并不会产生难受的感觉。
显而易见，θ的大小决定于趾长OO1(即脚号的大小)，越长，则θ也越大。并且，在相同脚号下，鞋底，(图1中为D)愈厚时，θ也可取较小值。
这样，曲面3即由参数D、趾长OO1以及C线的位置来确定。D、OO1及C配合恰当，就可获得比较最弯曲的最佳曲面。下面以26 1/2 号旅游鞋的实例来介绍获得最佳曲面的作图法及其步骤(图3)。
一、按鞋(脚)号大小画出长OO1O2的与图面底线平行的直线，并按鞋厂均知的O1点的位置规律确定OO1的长度。在本实例中OO1＝87毫米。
二、在OO1O2直线上确定与图2的A′点对应的点A′。即OO1A′＝147毫米。
三、按图2的ψ′＝90°－ψ＝45°，画出A′点对地面的垂线A′E(A′E长度尚不知)。
四、按图2中的H＝43毫米，在A′E上截取H′＝A′K＝H。
五、按鞋的设计厚度d＝40毫米，求D＝d＋I(I为脚趾半厚度，约为16毫米)，并在A′E上截取线段KE＝D(这里假定鞋垫6受压后变形很小忽略不计)。
六、通过E点作A′E的正交直线FEG。此即与脚底(O1O2)平面成ψ＝45°夹角的地面。
七、按对稳定性的要求，确定离地线C的位置，本例为旅游鞋，C线位于a点前方约25毫米处。
八、使长度为OO1的脚趾前端与地面FEG(即前述的与地面接触的停滚面T)之间留出适当空隙δ，并由此确定脚趾OO1上抬后与脚底平面形成的最小夹角θ。本例中θ＝17°。
九、在上述诸条件下，以离地线C为曲面的一端，选择作出与地面FEG相切的并且比较最弯曲的圆滑曲面
。该F点(实际上是与C线平行的一条线)即切点，而F点前方的平面即停滚平面T。
十、在地平面FEG上截取与曲面
等长的平面
。该C点即鞋平放于地面FEG上时，离地线在地面上的位置。
十一、量取与L′＝Cg等长的L＝CG，并从G点作垂线AG＝D。此A点即鞋(脚)平放于地面FEG上时，脚骨O1O2上与图2中A点对应的点。
十二、作与A′E正交的线AK。此即A点至A′点的平移距离＆′＝AK。本例中＆′＝61＞＆＝18毫米。
现由步骤十二、四和七的＆′＞＆、H′＝H和C的适当位置，即知曲面FC就是所求的最佳曲面3。另外，作为另一实例，当步行时，一般脚身O1O2倾斜角ψ经常小于40°，因此，作为一般步行用的旅游鞋的停滚平面T与O1O2的夹角ψ可以小于45°。这样做的结果一方面使停滚作用更可靠，另一方面将使θ更小。例如，ψ＝37°时，按步骤三，ψ′＝90°－ψ＝53°。这样按前述作图法绘制出的鞋，其＆′＝50。虽略小于ψ＝45°时的＆值，但却由17°减小成10°。这样小的θ对人的脚趾来说，更是不成问题。
关于材料的选择，因竞赛鞋对鞋底的各部分要求使用类似的材料以及刚性衬壳4对强度要求较高。除其它适宜材料均可使用外，这里主要采用玻璃(或其它)纤维增强塑料制作衬壳4。为增加衬壳4的强度，其中的树脂最好是采用环氧树脂，例如高强度和高弹性模量的脂环族环氧树脂等。鞋底2可采用适宜的塑料，例如北京第一皮鞋厂生产的聚氨脂压注鞋底。鞋垫6则采用柔软富弹性的泡沫塑料。
对于旅游鞋来讲，因无材料方面的限制，其衬壳4可使用如硬皮革、钢板等各种适宜材料。甚至，因其鞋底较厚，不易折曲，还可使用如硬质泡沫塑料板类的材料来制造。这就简化了工艺，降低了成本。
在结构和制造上的又一特点是将刚性衬壳4的底面及其两侧加强筋5之间的拐角部分8做成类似自行车外胎的圆弧形(图4)，使得在高速拐弯中，能利用本鞋的滚动作用，在一定程度上模仿自行车轮的倾斜滚动前进，从而使脚腕减少扭转劳累。
各部分标号如下1…鞋，2…弹性鞋底，3…鞋底曲面，4…刚性衬壳，5…加强筋，6…鞋垫，7…鞋面，8…拐角部分，C…离地线，T…停滚平面。
权利要求
1.一种竞赛、旅游用的鞋，其特征是a、鞋底前部向前上方弯曲成一个适合滚动的曲面3。b、鞋底内加有使曲面3的形状固定不变的刚性衬壳4。
2.一个如权利要求
1所述的鞋，其曲面3与地面相切的切点F的前方衬壳4具有可使滚动停止的平面形状
3.一个如权利要求
1所述的鞋，其刚性衬壳4的底面及其两侧加强筋5之间的拐角部分8具有与自行车外胎类似的圆弧形。
专利摘要
本旅游用的鞋，其主要特征是鞋底前端向上弯曲成可滚动的曲面。以这种特殊的曲面形鞋底结构，使本鞋具有快速省力的优点。同时，在行进中还存在明显的前冲力以及在跨步过程中不象普通鞋那样，体重始终集中在前掌上，而是均匀分布在整个脚底，从而增进轻松舒适感。另外，本鞋的制造工艺简单、成本低廉。
文档编号A43B5/00GK86204435SQ86204435
公开日1987年7月15日 申请日期1986年6月18日
发明者刘连德 申请人:刘连德导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan