专利名称：跑钉鞋的鞋钉钉体结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种鞋钉钉体结构，特别是短跑运动中使用的跑钉鞋的鞋钉钉体结构。
背景技术：
短跑运动中跑钉鞋的主要作用是帮助前脚掌快速用力后蹬，借助蹬地的反作用力蓄积更大力量提高爆发力和速度。这个过程中，当脚着地时，鞋钉能通过变形来吸收地面对脚的冲击，贮存部分弹性势能；当脚离地时，鞋将所吸收的能量回输给脚部以加快跑步速度。鞋钉为地面与人体之间的中间体，蹬地时地面对脚的反作用力约为运动员自身体重的 5-10倍。如某运动员最大蹬地力为3000N，鞋底前脚掌面积为100cm2，则其平均冲击载荷为 30N/cm2,而实际上鞋钉与地面接触面积远远小于前脚掌面积，则冲击载荷将大大增加。如果没有良好的减震系统来缓解冲击，运动结束后易引起疲劳。因此鞋钉在提升运动效能的同时还需要吸收跑道冲击。鞋钉钉体的结构将对缓冲以及后蹬产生重要影响。因此，鞋钉钉体的设计需要充分考虑其在冲击载荷作用下的刚度与韧度。钉体刚度小，缓冲性能好，但变形恢复慢，不利于后蹬。鞋钉刚度大，又不利于缓冲。生物力学实验室研究人员对啄木鸟头部解剖结构及运动分析发现，啄木鸟喙部结构与其他鸟类不同，它的上下喙是不等长的，且啄木结束后瞬间上、下喙会迅速张开，这种喙部构造及运动方式有利于吸收冲击载荷，以保护大脑免受损伤。本发明将啄木鸟的喙部结构及运动特征用于跑钉鞋鞋钉结构中来实现跑钉鞋制动性和稳定性的同时提高缓冲性。
发明内容
本发明的目的就是针对现有钉体在减震方面的不足，利用啄木鸟头部抗冲击性损伤的原理，提出一种鞋钉钉体结构，改善跑钉鞋的缓冲性能。为解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种主要用于短跑运动的跑钉鞋的鞋钉钉体结构，该鞋钉钉体结构由螺纹部分、前钉爪、后钉爪三部分组成一个整体。所述鞋钉特征为采用前、后两钉爪共用同一钉座的连体分叉式设计。两个钉爪之间的角度为θ (θ为运动员结束腾空时相开始着地时，鞋底与跑道面所成角度)，其中前钉爪与鞋底之间有一个向前的偏角90° - θ，后钉爪与鞋底成直角。前钉爪长度为L(L为跑钉鞋国际标准规定长度范围)，后钉爪长度为Lcos θ。通过上述方案，当本发明用于短跑跑钉鞋时，着地时，前钉爪与跑道面成直角，可使钉爪迅速有效地插入跑道，降低了能量损耗，为后蹬阶段蓄积了能量，转化为强有力的前进动力，保证了制动性，而后爪着地时间略晚于前爪，分担了部分冲击载荷，减弱了冲击载荷向脚掌及下肢的传递，从而达到缓冲减震功能，保护运动者的双脚；离地时，后爪恰好与地面成一个前向的锐角，利于迅速拔出。另外，本发明的一个钉体包括两个钉爪八字展开的设计增加了跑钉鞋的稳定性。
图1为本发明的示意图；图2为是本发明的应用示意图；图中1螺纹部分；2后钉爪；3前钉爪；4鞋体；5钉体。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述如图1所示，本发明由三部分组成螺纹部分、前钉爪、后钉爪。其特征在于此鞋钉由图1所示的具有两个钉爪共用一个钉座的分叉式钉体，由后钉爪2和前钉爪3组成。两钉爪之间的角度为θ (θ为运动员结束腾空时相开始着地时，鞋底与跑道面所成角度)，其中前钉爪与鞋底之间有一个前向的偏角90° _ θ，后钉爪与鞋底成直角。前钉长度为L，后钉爪长度为Lcos θ。本发明可使用跑鞋鞋钉制作工艺中常用制作材料制成。本发明涉及的鞋钉钉体结构中，前钉爪与鞋底成90° -Θ前向偏角的设计使得着地时，前钉爪恰好与跑道面成直角，可使钉爪迅速有效地插入跑道，降低了能量损耗，为后蹬阶段蓄积了能量转化为强有力的前进动力，保证了制动性；而后钉爪着地时间略晚于前钉，分担部分冲击载荷来实现缓冲减震功能；由于后钉爪与鞋底成直角，离地时恰好与地面成一个前向锐角，利于迅速拔出。同时，两钉爪之间成θ角八字展开的设计增加了跑钉鞋的稳定性。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。
权利要求
1.跑钉鞋的鞋钉钉体结构，其特征在于，由螺纹部分、前钉爪、后钉爪三部分组成一个整体。
2.根据权利要求1所述的跑钉鞋鞋钉钉体结构，其特征在于，钉体采用前、后两钉爪共用同一钉座的连体分叉式设计。
3.根据权利要求1所述的跑钉鞋鞋钉钉体结构，其特征在于，前、后两钉爪之间的角度为θ，θ为运动员结束腾空时相开始着地时，鞋底与跑道面所成角度，其中前钉爪与鞋底之间有一个前向的偏角90° -Θ，后钉爪与鞋底成直角。
4.根据权利要求1所述的跑钉鞋鞋钉结构，其特征在于，前钉爪长度为L，L为跑钉鞋国际标准规定长度范围，后钉爪长度为Lcos θ。
全文摘要
本发明公开了一种新的跑钉鞋鞋钉钉体结构，包括螺纹部分、前钉爪、后钉爪三个部分。该钉体结构特征为钉体采用前、后两钉爪共用同一钉座的连体分叉式设计。两钉爪成θ角，θ为运动员结束腾空时相开始着地时，鞋底与跑道面所成角度，前钉爪与鞋底成90°-θ前向偏角，后钉爪与鞋底成直角。前钉爪长为L，后钉爪长为Lcosθ。该钉体应用在跑鞋上时，着地时前钉爪与跑道面成直角，降低了钉爪插入跑道时的能量损耗，保证了制动性；后钉爪着地时间略晚于前钉爪，减弱了冲击载荷向脚掌及下肢传递，改善了缓冲性；离地时后钉爪与地面成一前向锐角，利于拔出。两钉爪八字展开的设计增加了跑钉鞋的稳定性。本发明有效解决了跑钉鞋的缓冲性，同时也保证了其制动性和稳定性。
文档编号A43C15/16GK102349729SQ20111030227
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者樊瑜波, 王丽珍 申请人:北京航空航天大学