符合人體工程學(xué)的高跟鞋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種符合人體工程學(xué)的高跟鞋，鞋跟高度的腳的長(zhǎng)度的15-33％，負(fù)重鞋底在矢狀截面呈現(xiàn)彎曲，所述鞋的設(shè)計(jì)使鞋跟部分的鞋底具有外傾斜面，并具有小于40°的前傾斜面，相對(duì)于腳后跟中心腳跟位置向外偏移(橫向)。本發(fā)明的技術(shù)效果是提供腳部負(fù)載的最佳分布。
【專利說明】符合人體工程學(xué)的高跟鞋
[0001]本發(fā)明涉及女性高跟鞋的成型和縫制，本發(fā)明的目的是減少高跟鞋前腳部分的承重壓力，并使得鞋子盡可能匹配腳部形狀的變化。一般來說，現(xiàn)有的高跟鞋僅考慮了在矢狀面的承重軌跡。從本質(zhì)上講這源于高跟鞋越高前腳部分越長(zhǎng)的錯(cuò)誤觀念。這就是為什么在高跟鞋中鞋底腳跟部分正面傾斜達(dá)到40度的原因。過度傾斜導(dǎo)致腳跟滑向腳趾部分。檢索到的2010年7月22日的美國(guó)專利US2010/0180467A1 (安格?辛格爾頓)，在該專利中發(fā)明人旨在通過采用特殊的鞋墊向腳后跟提供額外支撐以降低前腳部分的承重壓力防止其向前滑動(dòng)。鞋墊可以縮短長(zhǎng)度但是無法覆蓋腳底根部HF也不能改變傾斜角度。足弓支撐在跟骨骨刺的投影產(chǎn)生跖腱膜壓力及其萎縮。高跟鞋中的腳部生物學(xué)分析顯示了以前未知的模式關(guān)系。數(shù)學(xué)研究顯示和證實(shí)正常的腳不會(huì)增加前腳部分的長(zhǎng)度，因?yàn)槠錁O值點(diǎn)(腳跟骨和腳趾)由縱向的PA纖維固定。理論和臨床研究證實(shí)趾背會(huì)導(dǎo)致的PA相對(duì)縮短導(dǎo)致:a)足底跖骨頭偏差；b)跟骨塊莖向前偏移，這將使得腳面縱向更深，反過來導(dǎo)致FFS部分前旋和后腳部分后旋。與腳部縱軸相比，坐骨和身體重心向外偏離向外。
[0002]本發(fā)明制造的符合人體工程學(xué)的高跟鞋以下述方式考慮到了上述的腳步形狀變化:
[0003]1.降低鞋底鞋跟部分的傾斜角度；
[0004]2.鞋底腳跟部向外傾斜；
[0005]3.鞋跟支撐腳的中心向外偏離。
[0006]高跟鞋等同于一個(gè)極端，在此情況下腳部不具有補(bǔ)償隨著腳跟升高腳部形狀變化的自然機(jī)制。
[0007]穿高跟鞋行走可相比于戴假肢行走，腳的調(diào)節(jié)功能如下:
[0008]1.使承載區(qū)重量均勻分布；
[0009]2.抑制步進(jìn)脈沖；
[0010]3.產(chǎn)生腳趾排斥力；
[0011]4.單腳站立結(jié)束時(shí)保持平衡。
[0012]穿高跟鞋時(shí)腳趾背屈與跖骨成高達(dá)90度角。在這種情況下，足底腱膜的相對(duì)縮短為1/4圓周，半徑與跖骨頭部相等。腱膜的相對(duì)縮短為:
[0013]a)對(duì)第一腳趾 2.7 厘米；(π *d*90:360=3.14*3.5*90:360=2.7cm)；
[0014]b)對(duì)第五掌指 0.78 厘米(Ji*d*90:360=3.14*1.0*90:360=0.78cm)，其中 d 為跖
骨頭的直徑。
[0015]圖9顯示了掌骨與腳趾背屈在90度的足底偏差。在這種情況下，前腳掌內(nèi)旋的角度ABC達(dá)到12度。
[0016]采用皮膚標(biāo)記方式進(jìn)行的腳部的成像研究顯示了足弓的縱向深化的實(shí)際情形，在跟骨結(jié)節(jié)突起部位、內(nèi)側(cè)腳踝和第一跖骨頭部應(yīng)用了標(biāo)記。右腳內(nèi)側(cè)邊緣的照片輪廓(圖4)顯示腳部的足弓深達(dá)23-24度，鞋跟高度為腳長(zhǎng)度的33% (1/3)。由于腳趾收起造成的腳趾背屈，鞋跟上的足部升降(AB，BC，圖2)。前腳下轉(zhuǎn)是腳和軀體縱向運(yùn)動(dòng)軌跡向外傾斜(旋后)的結(jié)果。在圖1、2中可以注意到抬起腳跟期間，腳的側(cè)向偏轉(zhuǎn)；在此期間可以觀察到跖骨頭部支撐負(fù)載的均勻性。角ABC(圖2)由腳趾彎曲線交叉形成。
[0017]從背面看(圖3)，腳的外部斜坡導(dǎo)致了腳跟旋后。腳跟交叉位置的參考平面與水平面形成了角BAC和BCA。這些角度的大小取決于腳跟的高度。
[0018]從腳跟中心向外，距骨重心橫向偏移。圖6顯示向外的重心偏移具有角度0ΚΜ。
[0019]為了最適合腳部的形狀和具有高跟的人體工程學(xué)的鞋的形狀:
[0020]I使鞋底的鞋跟部分外部?jī)A斜；
[0021]2.降低鞋底鞋跟部分前傾；
[0022]3.根據(jù)距骨偏差鞋后跟支撐中心向外移動(dòng)。
[0023]鞋跟的外部?jī)A斜有助于消除前腳掌內(nèi)側(cè)緣過度負(fù)荷。在最優(yōu)情況下，鞋后跟的高度為腳長(zhǎng)度的1/3，鞋后跟的外部?jī)A斜程度為12(11-13)度(圖6的角ABC)。增加鞋跟的高度lcm-3cm，鞋跟高度每改變Icm鞋跟的外部?jī)A斜變化1.33度(1.33度*4為5.3度，等等)。鞋跟高度到達(dá)3-x cm時(shí)不需要鞋跟坡腳向外彎曲，對(duì)腳的形狀改變最小。
[0024]在高跟鞋的前腳有兩種力:
[0025]a重力，垂直方向的矢量；
[0026]b鞋的前部?jī)A斜向前滑動(dòng)的力，水平方向的矢量。
[0027]兩者形成的平行四邊形的擴(kuò)展的重力作用在距骨上(P為100kg，圖8)，顯示了重力的68.3%作用在跟骨，31.7%作用在前腳。重力作用在腳跟骨頭上可以被分解為水平方向部分和垂直方向部分。
[0028]水平方向的力作用在鞋頭部分的斜面上按壓腳趾進(jìn)入鞋子的腳趾部分。圖8示出的擴(kuò)張使68.3%的體重作用于跟骨。當(dāng)腳跟向前傾斜10度時(shí)等價(jià)于Pl的強(qiáng)度的16.2%,20度的角度等價(jià)于28.5%，35度角等價(jià)于42.2%。
[0029]抬起腳跟時(shí)跟骨結(jié)節(jié)向前的偏移使我們能夠減少腳后跟前部的斜坡。鞋跟的高度為腳的長(zhǎng)度的1/3，最優(yōu)的，腳跟前斜坡角度為18度。Icm的鞋跟高度要求鞋跟鞋底至少前傾2度。這樣的分級(jí)可以用于任意高度的鞋跟。
[0030]距骨和重心水平方向的偏差需要支撐腳的鞋跟水平位移(圖6)。從腳后跟中心K(圖5)的鞋跟的位移為鞋的高度與腳跟外部?jī)A斜的切線角度的乘積(圖6):h*tgl2=8*0.22=1.76cm。
[0031]本領(lǐng)域公知的原則是對(duì)于任意規(guī)格的鞋子，鞋跟的高度為4cm及以上，優(yōu)選高度取決于腳的長(zhǎng)度。腳跟的上升使得前腳掌從水平位置過渡到垂直位置。這種過渡沿著圓弧發(fā)生。圓弧半徑等于距骨旋轉(zhuǎn)中心和第一跖骨的頭部之間的距離(圖8)。
[0032]當(dāng)前腳掌相對(duì)水平方向傾斜70度時(shí)，優(yōu)選的鞋跟高度為腳長(zhǎng)度的1/3.角度的進(jìn)一步增加并不會(huì)增加鞋跟的高度。腳大小增加Icm優(yōu)選腳跟高度增加3.5mm。鞋跟高度是鞋跟縱向中心和第一跖骨的頭部支撐面之間的高度差(圖5的D和C)。
[0033]本發(fā)明的基本特點(diǎn)是:
[0034]1.鞋跟向外傾斜；
[0035]2.降低了鞋跟向前傾斜；
[0036]3.鞋跟到腳的支撐中心向外偏移。
[0037]鞋跟的外部?jī)A斜通過下述方式實(shí)現(xiàn):
[0038]a深化腳的楔形鞋跟的外部邊緣(圖6的ABC)；[0039]b加厚支撐鞋墊的內(nèi)部邊緣(圖7的I)同時(shí)強(qiáng)化鞋跟外部(圖7的2)。
[0040]圖10顯示出成型鞋底的鞋的邊緣輪廓。對(duì)應(yīng)于后腳跟的鞋底鞋跟部分AB，為參考曲線的長(zhǎng)度的30% ;腳的中間部分BC為參考曲線長(zhǎng)度的40%。鞋頭CD為參考曲線(第一趾)長(zhǎng)度的30%。從腳的一邊到另一邊的圓弧的半徑Br，Cr為3cm。
[0041]隨著半徑增加，足底腱膜上的壓力增加，這可能導(dǎo)致萎縮。通過增加鞋底厚度減少鞋內(nèi)側(cè)緣向前傾斜的角度ABC。
[0042]如圖11所示，減少的鞋的橫向邊緣的鞋底的的向外傾斜，從而可以得到所需的腳部外腳后跟斜率，圖11中各部件位置名稱對(duì)應(yīng)于圖10。
[0043]鞋子的形狀與高跟鞋的上述變化，實(shí)現(xiàn)了鞋與腳的形狀和形式實(shí)現(xiàn)最大的協(xié)調(diào)；實(shí)現(xiàn)了腳部支撐的負(fù)載最佳分配，降低高跟鞋對(duì)腳的不利影響，防止前足早期變形；還擴(kuò)大了穿高跟鞋人群的年齡，體重和時(shí)間范圍。
[0044]附圖詳述
[0045]圖1為在俯視角度，腳跟在一起，腳趾頭分開的切出圖，支撐位于腳底；AB和BC為腳趾屈肌的連線。
[0046]圖2，與圖1相同，俯視角度，支撐位于腳趾上。
[0047]圖3，與圖2相同，為后視圖。BAC、BCA為腳跟的外部?jī)A角(旋后)。
[0048]圖4為右足底內(nèi)側(cè)邊緣的切圖，橫向拱顯示了支撐轉(zhuǎn)移到腳趾時(shí)的回縮凹陷。ABC為橫向拱的角度。
[0049]圖5顯示了左足底足跡的切圖。K為腳跟的中心。DK為橫向拱的線條。DB為縱向拱線條。AA為橫截面線條(圖6、7)。
[0050]圖6為高跟鞋上的右足底的沿圖5的AA線的橫截面，后視圖。這種變化允許實(shí)現(xiàn)由于腳部?jī)?nèi)凹腳后跟部分向外傾斜。O為身體重心。ABC是腳向外傾斜的角度OK為沒有高跟鞋時(shí)的腳部縱向軸線。ON和KM是豎直的，麗代表高跟鞋支撐中心的向外偏移，K為高跟鞋中心。
[0051]圖7為沿圖5的AA線的橫截面，這種變化允許實(shí)現(xiàn)由于腳后跟部鞋墊的增厚腳后跟部分的向外傾斜。O為重心，ABC為腳傾斜的角度，I為楔形鞋墊，2為后面的加固部分
[0052]圖8為身體重量分布在高跟鞋上的腳跟部分的草圖，O為重心，OFPE所示的平行四邊形顯示了重力在腳前部和后面如何分布。OE為前面部分，OF為后面部分，CPl是后面垂直部分，CA、CB、⑶為按壓腳趾的力Pl的向前滑動(dòng)部分；CP1，API, BPl，DPI為按壓腳后部的縱向部分的力的值。K為腳后跟支撐中心。OM為腳沿著腳跟上升的曲線半徑。M為足底跖骨頭部的旋轉(zhuǎn)中心，N為重力在道路上的投影。
[0053]圖9為當(dāng)腳趾背面彎曲90度時(shí)，跖骨頭部的足底偏離草圖。ABC為抬起高跟鞋時(shí)腳前部的俯臥角度。
[0054]圖10為在塑模腳上鞋子的切圖。AB為腳(腳后跟部分)的腳底(后面)的3/2區(qū)域.BC為腳部(前面)的一段。CD為腳部的腳趾部分，Br, Cr為從腳的一部分轉(zhuǎn)到另一部的曲線的半徑。BAE為腳后跟部分的傾斜角度。
[0055]圖11為右邊鞋子外部邊緣切圖，該部分與圖10的標(biāo)記相同。
[0056]術(shù)語縮寫
[0057]HHS-高跟鞋；[0058]forefoot-前腳掌；
[0059]RTF-腳的參考曲線；
[0060]hindfoot-后足；
[0061]PA-跖腱膜；
[0062]HMB-跖骨；
[0063]CG-重心；
[0064]HF-腳跟。
【權(quán)利要求】
1.符合人體工程學(xué)的高跟鞋，其類似物僅在矢狀面彎曲參考軌跡，其特征在于符合人體工程學(xué)的鞋類產(chǎn)品，鞋跟部分的鞋底向外傾斜，與鞋跟前面的鞋底傾斜角度小于40度，其相對(duì)于腳后跟中心腳跟位置向外偏移(橫向)。
2.權(quán)利要求1所述的鞋，鞋底鞋跟向外傾斜的角度為每一厘米鞋跟高度上1.3-1.4度。
3.權(quán)利要求1所述的鞋，具有與鞋跟部分向外傾斜角度相對(duì)應(yīng)的彎曲硬柄。
4.權(quán)利要求1所述的鞋，具有符合人體工程學(xué)的鞋后跟(腳部長(zhǎng)度的1/3)鞋底部分，水平方向上向前傾斜不超過27度(每厘米鞋跟高度上2-3度)。
5.權(quán)利要求1所述的鞋，從腳后跟部分到成束部分和從成束部分到腳趾部分的腳底彎曲所沿著的拱形具有3cm的半徑。
6.權(quán)利要求1所述的鞋，與腳底中心相比，腳后跟中心橫向偏移。其橫向偏移等于腳后跟的高度乘以腳跟腳底向外傾斜的切線角。
【文檔編號(hào)】A43B7/14GK103687505SQ201280000991
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】古特羅夫·葉夫根尼·庫茲米契 申請(qǐng)人:古特羅夫·葉夫根尼·庫茲米契