一种晶格分区减震鞋

本发明涉及减震鞋，具体涉及一种晶格分区减震鞋。

背景技术：

1、减震鞋是功能鞋的一种，主要是指具有吸收脚部冲击力，进而保护足部的鞋子。鞋的减震是指在鞋底设计过程中加入减震技术，使鞋底具有一定的缓冲效果，以减少运动时鞋底与地面之间的撞击力，保护脚部关节。减震技术主要集中在鞋底的材料和结构上，常见的材料有橡胶、泡沫、凝胶等。鞋底结构也有各种设计，如大底式、蜂窝型、点阵式等，通过不同的结构和材料组成来实现减震效果。减震鞋不仅适合运动时穿着，也适合日常生活中的穿着。在工作和散步中，穿着减震鞋可以减少脚底的疲劳感和酸痛感，保持舒适健康的状态。同时，鞋减震也是越来越多运动品牌关注的技术，因为它可以为运动者提供更好的运动体验。

2、现今3d打印多孔材料鞋子颇受关注，此鞋相较于其它定制鞋，降低了成本与缩短了制作周期。目前3d打印的多孔材料鞋子主要功能为透气及减震，然而随着经济社会的发展以及人们对健康的重视逐年提升，对运动鞋的需求变得繁多而精细化，如何适应人体的差异以及新的要求。

3、大多数鞋中底采用多孔结构3d打印制成，多孔材料适应性强，多孔结构种类繁多，可提供优良的物理性质，如在现有技术中公开了一种3d打印鞋底的设计方法，其通过由第一晶格区构成的第一区域及由第二晶格区构成的第二区域，通过晶格的参数化设计在里侧部位的不同区域形成不同功能，其每个晶格区域采用相同直径的单胞杆径所形成，但是，由于不同区域的受力不同，若采用相同直径的单胞杆径，易导致鞋底仍然较重，应力集中点位置难以确认，稳定性较差，影响最终的减震效果。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种晶格分区减震鞋，解决上述传统的问题，其具有轻量化、透气、稳定等性质，根据不同的区域结构可实现不同应力支撑，以提高中底的减震效果。

2、本发明采用如下技术方案实现：

3、一种晶格分区减震鞋，包括中底、鞋面及稳定带，所述中底采用3d打印的方式成型而成，所述中底分为前掌区域、足弓区域、足弓支撑区域及后跟区域；

4、所述前掌区域是由多个第一单胞组成的第一晶格区构成，所述第一晶格区是以第一应力集中点的第一单胞为圆心，各第一单胞的杆径在平面方向上向外梯度变小，并以网格的排列方式相连；

5、所述足弓区域、足弓支撑区域均是由多个第二单胞组成的第二晶格区构成，所述第二晶格区是以第二应力集中点的第二单胞为圆心，各第二单胞的杆径在平面方向上向外梯度变小，并以网格的排列方式相连；

6、所述后跟区域是由多个第三单胞组成的第三晶格区构成，所述第三晶格区是以第三应力集中点的第三单胞为圆心，各第三单胞的杆径在平面方向上向外梯度变小，并以网格的排列方式相连；

7、所述前掌区域与所述足弓区域之间的衔接处是由多个第一单胞与多个第二单胞连接所形成的第四晶格区，所述第四晶格区的各单胞杆径相等；所述后跟区域与所述足弓区域之间的衔接处是由多个第三单胞与多个第二单胞连接所形成的第五晶格区，所述第五晶格区的各单胞杆径相等。

8、优选地，所述第一晶格区的梯度变化的半径为r1，离圆心最近的第一单胞的杆径设置为r1，离圆心r1距离内的其他第一单胞的杆径随着距离缓慢减小至r2，超过圆心r1距离的其他第一单胞的杆径均为r2。

9、优选地，所述第一单胞选用面心立方体晶格，所述第一晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第一单胞的杆径设置为2mm，离圆心4cm距离内的其他第一单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第一单胞的杆径均为0.5mm。

10、优选地，所示第二晶格区的梯度变化的半径为r2，离圆心最近的第二单胞的杆径设置为r3，离圆心r2距离内的其他第二单胞的杆径随着距离缓慢减小至r4，超过圆心r2距离的其他第二单胞的杆径均为r4。

11、优选地，所述第二单胞选用萤石体晶格，第二晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第二单胞的杆径设置为1.5mm，离圆心4cm距离内的其他第二单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第二单胞的杆径均为0.5mm。

12、优选地，所述第三晶格区的梯度变化的半径为r3，离圆心最近的第三单胞的杆径设置为r5，离圆心r3距离内的其他第三单胞的杆径随着距离缓慢减小至r6，超过圆心r3距离的其他第三单胞的杆径均为r6。

13、优选地，所述第三单胞选用面心立方体晶格，所述第三晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第三单胞的杆径设置为2mm，离圆心4cm距离内的其他第三单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第三单胞的杆径均为0.5mm。

14、优选地，所述第三应力集中点与所述第一应力集中点之间具有8-10mm的高度差。

15、优选地，所述前掌区域的相对两侧水平向外延伸有防护晶格区，所述防护晶格区呈月牙型结构。

16、优选地，所述中底通过sls打印的方法制作而成，sls打印操作如下：使用3d打印模型处理软件，对中底的三维模型进行切片处理，将其分割为一系列二维平面；设置适用于tpu粉末的打印参数，其中，激光功率为20w，激光扫描速度为250mm/s，激光图案填充间距为0.1mm，粉末沉积厚度为0.15mm；启动打印，根据打印模型进行打印。

17、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

18、1、本发明的晶格分区减震鞋根据不同区域形成不同的应力集中点，各单胞杆径以应力集中点为圆心，在平面方向上向外梯度变小，分区之间的衔接处以相等的单胞杆径为过渡变化，以形成具有轻量化、透气、稳定等性质的中底，根据不同的区域结构可实现不同应力支撑，以提高中底的减震效果。

19、2、本发明的晶格分区减震鞋可针对使用者差异及使用用途，设计高度落差、应力支撑点、足弓支撑力及支撑形状、抗扭区域分布及抗变形程度、抗侧翻延伸；单胞杆径随应力分布梯度变化，与此同时需保持不同单胞结构或不同分区的过渡衔接，使其可进行一体化打印。

技术特征：

1.一种晶格分区减震鞋，包括中底、鞋面及稳定带，其特征在于，所述中底采用3d打印的方式成型而成，所述中底分为前掌区域、足弓区域、足弓支撑区域及后跟区域；

2.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第一晶格区的梯度变化的半径为r1，离圆心最近的第一单胞的杆径设置为r1，离圆心r1距离内的其他第一单胞的杆径随着距离缓慢减小至r2，超过圆心r1距离的其他第一单胞的杆径均为r2。

3.根据权利要求2所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第一单胞选用面心立方体晶格，所述第一晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第一单胞的杆径设置为2mm，离圆心4cm距离内的其他第一单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第一单胞的杆径均为0.5mm。

4.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所示第二晶格区的梯度变化的半径为r2，离圆心最近的第二单胞的杆径设置为r3，离圆心r2距离内的其他第二单胞的杆径随着距离缓慢减小至r4，超过圆心r2距离的其他第二单胞的杆径均为r4。

5.根据权利要求4所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第二单胞选用萤石体晶格，第二晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第二单胞的杆径设置为1.5mm，离圆心4cm距离内的其他第二单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第二单胞的杆径均为0.5mm。

6.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第三晶格区的梯度变化的半径为r3，离圆心最近的第三单胞的杆径设置为r5，离圆心r3距离内的其他第三单胞的杆径随着距离缓慢减小至r6，超过圆心r3距离的其他第三单胞的杆径均为r6。

7.根据权利要求6所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第三单胞选用面心立方体晶格，所述第三晶格区的梯度变化的半径为4cm，离圆心最近的第三单胞的杆径设置为2mm，离圆心4cm距离内的其他第三单胞的杆径随着距离缓慢减小至0.5mm，超过4cm距离的其他第三单胞的杆径均为0.5mm。

8.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述第三应力集中点与所述第一应力集中点之间具有8-10mm的高度差。

9.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述前掌区域的相对两侧水平向外延伸有防护晶格区，所述防护晶格区呈月牙型结构。

10.根据权利要求1所述的晶格分区减震鞋，其特征在于，所述中底通过sls打印的方法制作而成，sls打印操作如下：使用3d打印模型处理软件，对中底的三维模型进行切片处理，将其分割为一系列二维平面；设置适用于tpu粉末的打印参数，其中，激光功率为20w，激光扫描速度为250mm/s，激光图案填充间距为0.1mm，粉末沉积厚度为0.15mm；启动打印，根据打印模型进行打印。

技术总结
本发明公开了一种晶格分区减震鞋，包括中底、鞋面及稳定带，中底采用3D打印的方式成型，分为前掌区域、足弓区域、足弓支撑区域及后跟区域；各区域是以应力集中点的单胞为圆心，单胞的杆径在平面方向上向外梯度变小，并以网格的排列方式相连；各区域之间的衔接处的各单胞杆径相等。上述晶格分区减震鞋根据不同区域形成不同的应力集中点，各单胞杆径以应力集中点为圆心，在平面方向上向外梯度变小，分区之间的衔接处以相等的单胞杆径为过渡变化，以形成具有轻量化、透气、稳定等性质的中底，根据不同的区域结构可实现不同应力支撑，以提高中底的减震效果。

技术研发人员：陈盛贵,杨捷,段娜,刘科江,方舒杨,刘少平,姚英杰,罗桦华
受保护的技术使用者：广州番禺职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19