專利名稱：仿生彈力服裝的制作方法
一、本發(fā)明屬于仿生服裝的范圍二、本發(fā)明的構(gòu)思來(lái)源于以下三個(gè)方面的
背景技術(shù)：
緊貼人體與人一同運(yùn)動(dòng)的服裝;
強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)度、提高訓(xùn)練成績(jī)的體育器械;
運(yùn)動(dòng)仿生學(xué)的新成果。
△服裝具有保(防)護(hù)、裝飾(美觀)、舒適、方便運(yùn)動(dòng)的功能。只是由于測(cè)重點(diǎn)不同而有各種各樣的服裝。近年出現(xiàn)一些具有特殊功能的服裝，如具有隱避功能的迷彩服，它模擬了動(dòng)物的保護(hù)色使人不易被發(fā)覺(jué);在黑夜具有閃光功能的夜明服，模擬了螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理;緊貼人體具有彈性的健美服，它模擬了人體皮膚。但它們沒(méi)有強(qiáng)化訓(xùn)練，提高訓(xùn)練成績(jī)的功能。
△人們希望強(qiáng)化訓(xùn)練，減少鍛練時(shí)間，而開(kāi)發(fā)出許多復(fù)雜的重力或彈力體育訓(xùn)練器械。如“ROM”新型訓(xùn)練器〔1〕，但這些器械均較笨重，動(dòng)作簡(jiǎn)單重復(fù)，場(chǎng)地受限，易使人疲倦。
目前，“風(fēng)靡世界的橡皮筋訓(xùn)練法”〔2〕，提高訓(xùn)練成績(jī)很有效，但運(yùn)動(dòng)員需往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橡皮筋一端固定在運(yùn)動(dòng)員前或后方的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)上，對(duì)運(yùn)動(dòng)員施加拉力或阻力，動(dòng)作簡(jiǎn)單，也易疲勞。
捆重物訓(xùn)練法，如“加重背心”〔3〕，不單應(yīng)用范圍有限，也易使運(yùn)動(dòng)員受傷。
以上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器械的共同缺點(diǎn)是不能象服裝那樣重量輕巧，緊貼人體完成各種運(yùn)動(dòng)，也不能改善肌肉的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
△由于以上的缺點(diǎn)，近年來(lái)已發(fā)明出一些專利產(chǎn)品，目地在于提高運(yùn)動(dòng)功能A43 B13/18 86202651 彈力鞋A43 B13/18 862102320 彈性助步器
A43 B3/100 86105341 彈力助步鞋A43 B13/18 882207970 強(qiáng)力健身鞋國(guó)外也生產(chǎn)了一些利用重力的彈力鞋〔4〕。
美國(guó)科學(xué)家利用仿生學(xué)的技術(shù)，于最近發(fā)明了時(shí)速達(dá)30公理的彈跳步行器，就是采用彈性體儲(chǔ)能作用和重力，摸擬了袋鼠的跳躍運(yùn)動(dòng)〔5〕。
綜上所述目前的服裝沒(méi)有體育訓(xùn)練器械的功能;而各種體育訓(xùn)練器械不能直接改善肌肉的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);而提高運(yùn)動(dòng)功能的彈性鞋，彈跳步行器只利用了人體重心在步行或跑步時(shí)的垂直位移來(lái)加快人體的運(yùn)動(dòng)速度，不適用于其它運(yùn)動(dòng)，并且重量也大。
三、本發(fā)明的目的就是在分析以上三方面的技術(shù)后取其精華，從仿生學(xué)出發(fā)，利用彈性體，尤其是有機(jī)彈性體，根據(jù)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練要求決定所需模擬人體的肌肉及筋腱的收縮作用和固定位置，來(lái)增強(qiáng)模擬部位的肌肉及其筋腱。將一些負(fù)荷較小，即出力較少的肌肉及其筋腱的力轉(zhuǎn)化為負(fù)荷較重的肌肉部份的出力，來(lái)達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練，提高訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)成績(jī)，減少運(yùn)動(dòng)損傷，減輕某些勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)此原理而研制各種類型的仿生彈力服裝。
四、本發(fā)明的技術(shù)方案<一>工作原理人體之所以能快述的奔跑、跳躍、完成多自由度的動(dòng)作，并能舉起體重幾倍的重量，這完全是骨骼和肌肉及筋腱完美配合的結(jié)果。設(shè)想如果沒(méi)有肌肉和筋腱的拉緊、收縮、舒張作用，是不可能完成這樣多的動(dòng)作，也不能達(dá)到舉起幾倍于體重的力量，此時(shí)人體就是站立也不可能。這里可以想象人體是一個(gè)帳蓬，支架是骨骼承受壓力，而四周拉緊的繩子是肌肉和筋腱承受拉力，只有繩子沿各方向拉緊，才能保證帳蓬支架的穩(wěn)定性，使帳蓬保持一定的形狀和強(qiáng)度。人體也可以想象成一支充氣的輪胎，末充氣前，內(nèi)胎松馳處于自由狀態(tài)，沒(méi)有固定形態(tài)，也不能承受外力作用。但充氣后，內(nèi)胎脹緊外胎，此時(shí)不但形狀固定且能承受很大負(fù)荷。
以上說(shuō)明肌肉的主動(dòng)收縮或橡皮之類彈性體的被動(dòng)收縮都能發(fā)出力，對(duì)外做功。但肌肉能將血液的養(yǎng)份轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，而彈性體則沒(méi)有這種能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，但彈性體可儲(chǔ)存能量，將其用力拉、壓，釋放后，彈性體即可對(duì)外做功放出能量。弓箭、氣槍都是利用彈性體將彈性能變成了箭和氣槍子彈的動(dòng)能。
分布在人體的骨骼肌可隨人意動(dòng)作，它們從表觀看成束狀，兩頭是筋腱和韌帶，連接著骨骼，富有韌性和彈性，堅(jiān)固有力。骨骼肌成對(duì)布置，這樣腿、手等才能彎屈，伸直形成正反的一對(duì)運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)設(shè)彎屈的肌肉群為A，伸直運(yùn)動(dòng)的肌肉群為B，若將彈性體預(yù)拉緊并固定在A肌肉的筋腱固定處的皮膚表面上，則B肌肉群收縮將做出額外的功將彈性體進(jìn)一步拉長(zhǎng)，其能量?jī)?chǔ)存在被拉長(zhǎng)的彈性體中。這樣當(dāng)A肌肉群收縮時(shí)，則可從附在其外表面的同時(shí)收縮的彈性體獲得額外的能量。B肌肉群因?qū)處的彈性體多做功，而達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練B肌肉群的結(jié)果;而A肌肉群可獲得彈性體額外能量，提高了A肌肉群的運(yùn)動(dòng)功能。所以，通過(guò)彈性體可以完成肌肉群之間的能量轉(zhuǎn)換。這樣的轉(zhuǎn)換，雖沒(méi)有產(chǎn)生出能量，并且還由于彈性體的內(nèi)外損耗還需多消耗一些體能，但這種轉(zhuǎn)換過(guò)程確能增強(qiáng)肌肉的力量，從而提高特定項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練成績(jī)。
這是因?yàn)樗械倪\(yùn)動(dòng)無(wú)不受重力影響，如舉重運(yùn)動(dòng)員彎腰抓杠鈴時(shí)，受腹部肌群的收縮而彎腰，因重力的作用，收縮力很小彎腰到一定角度時(shí)不但不用力，反而需背部肌肉收縮才能保持彎腰姿式。而抓起杠鈴時(shí)，需克服上半身的重量和杠鈴的重量。舉重與“仰臥起座”相比，可知舉重時(shí)腹肌肉群的負(fù)荷率較低。而背部肌肉群即發(fā)揮了最大力量去舉重物。如果將彈性體模擬背部骨骼肌布置和固定，這樣彎腰時(shí)腹肌收縮而彈性體被拉長(zhǎng)，則伸直腰舉重時(shí)可將貯存于彈性體的能量釋放，作用于杠鈴上，這樣運(yùn)動(dòng)員將可能舉起更重的杠鈴。
而如果運(yùn)動(dòng)員只做彎腰、直腰動(dòng)作，則可強(qiáng)化腹肌群的訓(xùn)練強(qiáng)度，而舉重服則可變成腹肌的訓(xùn)練服，并且可用于經(jīng)常抬重物的工作服。
另外，利用彈性體將A、B肌群輪換工作，這樣A肌群不易疲倦，其不易疲倦的道理相當(dāng)于兩支手輪換提重物，或雙肩輪換挑重物一樣。而不易疲倦在各種體力勞動(dòng)和各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中都是有利的，這無(wú)疑將提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和減輕工作強(qiáng)度。此外，由于有一附加彈性體的作用，它加強(qiáng)了骨骼肌肉及其筋腱，使其肌肉，尤其是其上的筋腱不易損傷，并還改變了肌肉群的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
改變肌肉群的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原因在于彈性體的拉力與拉伸長(zhǎng)度成正比，而其模擬的肌肉群收縮產(chǎn)生的力由于作用在活動(dòng)的關(guān)節(jié)處相當(dāng)于曲柄機(jī)構(gòu)，開(kāi)始時(shí)其力臂小，即轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也小，而轉(zhuǎn)動(dòng)到力臂最大時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩則最大。因此，骨骼肌群開(kāi)始對(duì)外做功的力較小，后逐漸加大，而與此同時(shí)，彈性體開(kāi)始時(shí)因拉得很長(zhǎng)彈力最大。由此可知，彈性體和骨骼肌群的配合可以使兩者產(chǎn)生的力互為補(bǔ)充，從而加大了骨骼肌群及其筋腱發(fā)出的力。
從牛頓力學(xué)可知，物體從靜止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)動(dòng)的瞬間，要求瞬時(shí)功率很大。上述彈性體可改變骨骼肌群開(kāi)始動(dòng)作瞬時(shí)功率小的問(wèn)題，從而改變了活動(dòng)肌肉群的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于運(yùn)動(dòng)開(kāi)始骨骼肌動(dòng)作施力減小，故機(jī)體不易受傷，而且對(duì)強(qiáng)化訓(xùn)練或提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練成績(jī)均有益處。這正是“橡筋訓(xùn)練法”〔2〕提高了訓(xùn)練成績(jī)的原因。
另外，空心充氣彈性體由于柔軟，有彈性，可以充分保護(hù)在碰撞時(shí)受傷，并增加彈性體的貯能作用。
<二>技術(shù)方案仿生彈力服，由彈性拉力帶、固定帶和裝飾輔助固定帶三部份連接而成。彈性拉力帶模擬需增強(qiáng)部份的肌肉;固定帶與拉力帶連結(jié)承受拉力帶拉力，模擬該處肌肉的筋腱及其固定位置，由于在皮膚表面上固定，所以應(yīng)是可調(diào)整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。裝飾輔助固定帶模擬皮膚的作用與彈性拉力帶、固定帶相連結(jié)起到裝飾和輔助固定拉力帶的作用。以上部份構(gòu)成服裝的總體。當(dāng)不考慮裝飾，美化功能時(shí)仿生彈力服形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可套在其它服裝內(nèi)外使用。
彈性拉力帶的布置，拉力大小，是根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和人體解剖學(xué)的原理研究該項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員形成的個(gè)體差異以及運(yùn)動(dòng)員在大運(yùn)動(dòng)量的訓(xùn)練后出現(xiàn)的疲勞部位來(lái)決定那些部位的肌肉群是需要增強(qiáng)。如舉重運(yùn)動(dòng)員大腿股四頭肌比其它項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員粗，即說(shuō)明舉重時(shí)此肌肉作用很大，因此需將彈性拉力帶布置在股四頭肌位置。而彈性拉力帶的固定是否正確，是看這樣固定彈性拉帶后此處的肌肉處于松弛狀態(tài)和工作狀態(tài)時(shí)彈性拉力帶的長(zhǎng)度是否變化，應(yīng)固定在使其長(zhǎng)度變化最大的位置才能充分發(fā)揮彈性體的作用。
構(gòu)成仿生彈力服裝三部份的材料雖都是彈性體，但彈力的大小各不相同。彈性拉力帶起主要儲(chǔ)能作用，要求彈力大，彈性好彈性能的內(nèi)損耗小。其材料可是有機(jī)彈性體或無(wú)機(jī)彈性體或二者皆有的復(fù)合材料，形狀為帶形，根據(jù)所需拉力的大小和力的特征來(lái)決定拉力帶的具體尺寸。拉力帶的斷面可是實(shí)心也可是空心，空心管內(nèi)可充入氣體以增加彈性，不用時(shí)可放氣。方便折迭存放。
彈性拉力帶的預(yù)拉力根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)，不同體形和勞動(dòng)的需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并通過(guò)試用確定不同要求所需的預(yù)拉力大小，以達(dá)到最佳的訓(xùn)練結(jié)果或運(yùn)動(dòng)、勞動(dòng)的最優(yōu)狀態(tài)。
固定帶彈性較小或無(wú)彈性，但要求堅(jiān)韌，能準(zhǔn)確固定彈性拉力帶的位置，又不能影響血液正常循環(huán)。一條彈性拉力帶有兩個(gè)以上的固定點(diǎn)，使拉力帶的位置固定不易變動(dòng)，又不防礙拉力帶的自由伸縮。由于人的體形差異，固定位置的尺寸變化大，因此需相應(yīng)調(diào)整，(其調(diào)整裝置可用現(xiàn)存的皮帶結(jié)構(gòu)和尼龍絲扣結(jié)構(gòu)，也可用粘膠帶形式)固定帶盡量減少對(duì)固定處肌肉運(yùn)動(dòng)的影響。其內(nèi)表襯有海綿狀成型厚墊，用于減少固定帶對(duì)皮膚的壓力作用。
裝飾輔助固定帶，彈力小，但伸縮性大，柔軟，一般彈性織物即可。它可用一般健美服的織物代替。
仿生彈力服可象網(wǎng)狀穿在衣服內(nèi)外，也可與一般彈性織物編織縫制而成整體的服裝。
根據(jù)此項(xiàng)發(fā)明制做的服裝分兩大類(一)用于強(qiáng)化訓(xùn)練，減輕運(yùn)動(dòng)受傷的訓(xùn)練服;(二)用于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)服及工作服。由于項(xiàng)目和人體差異很大，因此需不同型號(hào)的訓(xùn)練服和運(yùn)動(dòng)服來(lái)滿足不同體形人的需要。兩大類服裝的分類是以使用目的而分的，一個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)服可成為另一個(gè)項(xiàng)目的訓(xùn)練服或另一特殊需要的工作服。從結(jié)構(gòu)上區(qū)分訓(xùn)練服的彈性拉力帶可由運(yùn)動(dòng)員調(diào)整預(yù)拉力，而運(yùn)動(dòng)服和工作服的彈性拉力帶的拉力做成不可調(diào)整，這樣可簡(jiǎn)化服裝結(jié)構(gòu)便推廣應(yīng)用。
五、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)從本發(fā)明與背景技術(shù)的比較中，看出仿生彈力服裝的優(yōu)點(diǎn)是突出的，由于彈性體編成織物或與織物相粘結(jié)成復(fù)合物，因而具有服裝的重量輕、柔軟、可以制成各類需要的服裝;其模擬了肌肉、筋腱、皮膚的功能，可以調(diào)動(dòng)機(jī)體負(fù)荷輕的肌肉群的運(yùn)動(dòng)，并改變了重負(fù)荷肌肉群的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它改變了一般運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器械只能做一些重復(fù)的簡(jiǎn)單動(dòng)作，容易疲倦，需專用場(chǎng)地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重的缺點(diǎn)。并且應(yīng)用范圍廣范，即可按專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的需要設(shè)計(jì)出運(yùn)動(dòng)服、訓(xùn)練服，并減少運(yùn)動(dòng)損傷;又可設(shè)計(jì)成特殊的工作服。如警服、士兵戰(zhàn)崗服、搬運(yùn)重物服、爬山服、又可用于保健服，如保持小學(xué)生座姿的學(xué)生服、老年用的保健服、一般人用的仿生彈力連鞋襪。
另外從國(guó)外老年人保健研究的最新成果證明，老年人做舉重鍛煉六周骨質(zhì)密度增加2.5%，肌肉力量提高1倍〔7〕旁證了仿生彈力服由于對(duì)肌肉增加了拉力作用，對(duì)骨骼增加了壓力，而一定的壓力和拉力對(duì)增加骨質(zhì)密度和增加肌肉力量帶來(lái)好處，從而達(dá)到保健目的。
為了證明本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)，采用了市售的彈性編織帶，制成了原理性的仿生彈力服，加圖1、圖2、 ，并讓某體校48公斤級(jí)的少年舉重運(yùn)動(dòng)員當(dāng)場(chǎng)試驗(yàn)，穿上仿生彈力服后較未穿的最好成績(jī)都增加了5-6公斤。而整個(gè)仿生彈力服重量只有0.3公斤。此時(shí)仿生舉重服背上的兩條彈性拉力帶預(yù)拉力為每條3kg.f。
另外用這種市售的彈性編織帶制做的仿生跑跳服，用于體校某運(yùn)動(dòng)員，其體重50kg.f，年齡14，原跳遠(yuǎn)最好成績(jī)5.2米，穿上后跳4次，平均提高成績(jī)0.1-0.2米。此時(shí)仿生彈力服全重0.35kg，小腿預(yù)拉力3kg.f，大腿3kg.f。
上述實(shí)驗(yàn)中，雖彈性拉力帶的彈性體還不理想，但從提高的成績(jī)，彈性體的拉力重量的比重還是看出其優(yōu)點(diǎn)，0.3kg重的彈力體產(chǎn)生了6kg.f的作用力，它只有重物捆綁法重量的1/20，從而可用作各種運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及其它運(yùn)動(dòng)服裝。
從電視中巴塞羅那奧運(yùn)會(huì)100米跑冠軍運(yùn)動(dòng)員，還有一些參加中長(zhǎng)跑的運(yùn)動(dòng)員，他們不是穿方便運(yùn)動(dòng)的三角褲，而是穿一種緊身短褲，這不是裝飾物，而可能對(duì)提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)有利。另外電視中還看到冰球運(yùn)動(dòng)員在參賽前用一種彈性帶緊緊纏繞在大腿上。原來(lái)的紅軍、挑夫用布帶纏繞小腿，這對(duì)于跑、走等腿部運(yùn)動(dòng)都是有利的。從〔6〕也知道歐美科技人員已將高科技用于運(yùn)動(dòng)和比賽上。但從這種均勻的緊身短褲和纏繞膠帶比較中看出這些方法還達(dá)不到本發(fā)明所能達(dá)到的作用。需特別指出的是本發(fā)明的仿生彈力服，雖從運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練出發(fā)來(lái)研制服裝，但它并不是比賽服裝，如果用于比賽服裝，得按比賽服的規(guī)定來(lái)專門設(shè)計(jì)。


1.圖1是仿生彈力舉重服正視2是仿生彈力舉重服背視中線條的方向表示彈性體的排列方向。
2.圖3是仿生彈力跑跳服正視4是仿生彈力跑跳服背視5是仿生彈力跑跳服的連鞋襪子部份。
實(shí)施例1如圖1、2是仿生彈力舉重服。圖1是穿上舉重服的正面圖，圖2是背面圖。分析舉重過(guò)程大致分三個(gè)部驟1.彎腰、屈腿抓杠鈴。此時(shí)背部和大腿前面的肌肉放松，而圖1、圖2的模擬豎背肌，斜方肌走向的布置的背部拉力帶將被拉緊，為了承受并固定此拉力，背部的兩條交叉排列的彈性拉力帶延伸到臂大肌處的固定帶B4、B4′上，背部的彈性拉力帶上端經(jīng)背部被固定帶B2′、B2，固定在腋窩的手臂上端，這樣能模擬三角肌，并使拉力帶上端被固定。而屈腿時(shí)的能量被大腿正面的模擬，股四頭肌，臂大肌等肌肉群的兩條彈性拉力帶儲(chǔ)存，此彈性拉力帶上端接腰部固定帶B1，并連結(jié)大腿根處的固定帶B4、B4′、B7′、B7，下部繞過(guò)臏骨而用固定帶固定在小腿上部B5、B5′，彎腰屈腿時(shí)彈性拉力帶被拉得最長(zhǎng)，從而儲(chǔ)存了最多的彎腰，下蹬的能量于彈性體，而當(dāng)直腰、直腿時(shí)，彈性體將彈性能回輸給舉重物的上述被模擬的肌肉群從而減輕了上述肌群的收縮。
2.抓杠鈴上身，此時(shí)屈臂，眩三頭肌的彈性拉力帶A3、A3′因上端連肩關(guān)節(jié)處環(huán)狀固定帶B2，B2′，下端經(jīng)鷹嘴用固定帶B3，B3′固定在肘關(guān)節(jié)處，將被拉得最長(zhǎng)而儲(chǔ)存了重物上身的重力于彈性體內(nèi)，當(dāng)直臂杠鈴舉過(guò)頭時(shí)，手臂伸直彈性體變短而將彈性能回輸給舉重物上頭時(shí)的肌肉群。
3.運(yùn)動(dòng)員完成杠鈴上頭項(xiàng)直臂前，往往深吸一口氣，閉氣上舉重物，并支持重物一定時(shí)間。腰部寬大而有一定彈性的固定帶像輪胎一樣可減少腰部肌肉受傷并減輕肌肉的受力狀況。
圖1、2中的手臂三角肌處，腰部，大腿上部，小腿上端處的固定帶，由可調(diào)節(jié)松緊，尺寸大小的帶尼龍絲扣的較厚帶子或皮帶組成。平常放松，用時(shí)扣緊兩條帶而成圓環(huán)狀，承受拉力帶作用，兩條帶狀固定帶與皮膚接觸的一面，有柔軟的海綿墊用于減輕對(duì)皮膚的接觸壓力。
由上面的工作原理可知這樣設(shè)計(jì)的舉重服可用于搬抬重物的工作服，除去A3，A3′，B3，B3′，可用于站崗用警服。如用于比賽得按比賽服規(guī)定另外設(shè)計(jì)。
實(shí)施方案2見(jiàn)圖3，圖4，圖中所示是短跑、跳高、跳遠(yuǎn)仿生彈力運(yùn)動(dòng)服簡(jiǎn)稱為仿生彈力跑跳服。
圖3，圖4分別是人體正面、背面的該服裝結(jié)構(gòu)。A表示彈性拉力帶，B表示固定帶，帶中的細(xì)實(shí)線表示彈性體的長(zhǎng)線狀排列方向，A，B，A′，B′分別表示服裝的左邊和右邊。拉力帶和固定帶之間的空間是裝飾輔助固定帶。用柔軟，有較小彈性而收縮性大的織物連結(jié)，如健美服的織物。
從常識(shí)知道，雜技演員在彈性蹦床上，可以輕易的跳得超過(guò)身高的幾倍。跳水運(yùn)動(dòng)員從彈性跳板上也跳得很高，因此從彈性跳板上起跳也必然跳得遠(yuǎn)和高。這是因?yàn)閺椥蕴逦樟诉\(yùn)動(dòng)員的重力變?yōu)閺椥泽w的彈性能回輸給人體，使人體的初速增加。從物理學(xué)中拋射體的射程即水平距離R = (V02sin2θ)/(g)最大高度公式H = (VO2sinθ)/(2g)可知跳遠(yuǎn)及跳高如拋射體，均與拋射體的初速度V20成正比。式中g(shù)-重力加速器;θ-射出時(shí)的仰角。而運(yùn)動(dòng)員踏板的那只腳對(duì)地面的作用力是重力的3倍。因此充分吸收此重力，對(duì)提高跳遠(yuǎn)、跳高、跑步均是很有效果的。因此引起國(guó)內(nèi)外的高度重視。而出現(xiàn)許多利用彈性體回輸重力能的各種彈性鞋，彈跳步行器。但均未從人體結(jié)構(gòu)仿生學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)解決此問(wèn)題，因此不是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，太笨重，就是效果還不顯著，難于推廣應(yīng)用。本實(shí)施例就是力求克服上述缺點(diǎn)。
從電視中可見(jiàn)，在世界級(jí)的體育比賽中，就是優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員也經(jīng)常在跳、跑比賽中小腿肌肉和跟健拉傷及痙攣(抽筋)的現(xiàn)象這是因?yàn)橥蝗坏倪\(yùn)動(dòng)肌肉和跟健的彈性未能充分適應(yīng)而引起。
從跑、跳的生物力學(xué)和人體解剖學(xué)的知識(shí)可知臀大肌，臀中肌，臀小肌的收縮使大腿從前往后擺動(dòng);股四頭肌使小腿伸直小腿三頭肌通過(guò)跟健使足掌與小腿之間的夾角從小于90°向大于90°的方向快速轉(zhuǎn)動(dòng)到接近180°，人體直體騰空腳掌離開(kāi)踏板，而獲得跑、跳的初速度。
因此，仿生彈力跑跳服的設(shè)計(jì)著重兩方面第一，盡量吸收人體往下踏地的重力能，因此模擬小腿三頭肌，跟健、足底肌群的彈性拉力帶用多根空心充氣彈性管和實(shí)心長(zhǎng)線狀的彈性體用尼龍絲編織成帶A3，它與固定帶，跑鞋底或跳鞋底形成專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的連鞋襪。見(jiàn)圖5。襪的上部連結(jié)在膝關(guān)節(jié)的髕骨和繞腘窩處的固定帶B4上。襪的下部包住足跟延長(zhǎng)到足趾，與跑或跳鞋底形成鞋的一部份，足背上有鞋幫狀固定帶形成鞋子形狀。用帶子糸緊B6，為了固定足跟處的彈性拉力帶，在踝關(guān)節(jié)上部有一環(huán)狀可調(diào)長(zhǎng)度的固定帶，背面連彈性拉力帶A3，在兩端面有尼龍絲拉或粘膠層，可調(diào)長(zhǎng)度和緊固力。要發(fā)揮彈性拉力帶A3模擬小腿處三頭肌的功能，必須給足夠的預(yù)緊力，此力愈大回輸重力的力愈大，具體大小，由于運(yùn)動(dòng)員肌肉的個(gè)體差異變化較大，運(yùn)動(dòng)員可在反復(fù)試用后，自行調(diào)節(jié)到最佳大小。因此，A3與B4之間的連結(jié)是活動(dòng)可調(diào)的。具體結(jié)構(gòu)如拉力帶A3的上端有尼龍絲扣的帶子穿入固定帶B4在腘窩處的裂口反轉(zhuǎn)在由尼龍絲扣扣在A3上。而對(duì)于普及型的服裝A3的預(yù)緊力或糸列的定值，由人們按型號(hào)和預(yù)緊力大小選用。
在大腿的正面有模擬縫匠肌和股四頭肌的彈性拉力帶A2，它由長(zhǎng)線狀的彈性體與尼龍等有彈性的織物編織而成。上連B3的環(huán)狀固定帶，下連臏骨(膝蓋)下的固定帶B4上，臏骨上下的固定帶連為一體，在臏骨處形成園孔，在腘窩處有兩條裂縫。三角褲的后面模擬臂大肌的兩條彈性拉力帶A4在臀部處彈性體的走向如臀大肌束方向，包住臀大肌繞向前面與股四頭肌的模擬帶A2通過(guò)B3連結(jié)。
為了減輕腰部固定帶B2受拉力下滑，同時(shí)發(fā)揮背部肌肉群和手臂肌的作用。從背部B2連有兩條交叉彈性拉力帶A1、A1′經(jīng)肩部連在手臂處的B1上，這樣的部置可將背部的彎屈伸直和手臂擺動(dòng)的力量轉(zhuǎn)換為大腿收縮力。為防B3′F滑有B7固定帶。
所有固定帶內(nèi)襯有海綿墊，它可以減輕固定帶與皮膚之間的摩擦力和壓緊力。
輔助裝飾固定帶可以用其它服裝代替，而仿生彈力跑跳服即成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)應(yīng)用。
另外B4、B5、B6和A3組成的仿生彈力跑跳連鞋襪也可單獨(dú)使用，而更易被一般喜歡運(yùn)動(dòng)的人員推廣應(yīng)用。
圖5是仿生彈力跑跳連鞋襪簡(jiǎn)圖。圖中B4、B5、B6、A5、A3已說(shuō)明，B7是鞋帶，Y-Y視圖中C1是充氣孔，C2是充氣嘴，C3是氣嘴密封膠管，7根氣管有小孔連通。充氣時(shí)，氣針插入C1進(jìn)入氣嘴中空管內(nèi)，管壁上有與管中心線成30°的兩斜孔，氣體擠開(kāi)密封膠管進(jìn)入空心鞋底的空心膠管，直至充滿7根空心拉力管為止。充氣壓力0.1MPa左右，充完氣后拔出氣針，密封膠管在氣體壓力下封住兩斜孔。放氣時(shí)，用與軸心成30°的細(xì)鋼絲，頂端磨園通入氣嘴斜孔插進(jìn)密封膠管，氣體從鋼絲與氣嘴接觸形成的兩外圓柱的縫隙中排出，擠壓空氣拉力管即可完成排氣充入的氣體可是空氣，為了冷卻鞋底等目的，也可充入有制冷功能的氣體，如氨、酒精、氟里昂或其它氣體。這些氣體有類似熱管的功能。
鞋底彈力橡膠與空心膠管注塑成型或成型后粘結(jié)而成，橡膠底排列有腳跟到腳趾方向的玻璃纖維，用與增強(qiáng)鞋底的彈性。需說(shuō)明的是當(dāng)A3不用充壓縮氣體的空心管，而只用實(shí)心的長(zhǎng)線狀彈性體，并不連鞋底，只是仿生彈力襪時(shí)，此時(shí)可穿一般跑、跳鞋，其吸收重力能回輸人體的效果較差，但普及較容易，因此可作為仿生彈力跑跳服的普及性的襪子。
檢索資料1、“新型訓(xùn)練器”《世界發(fā)明》1992年第3期封2。
2、“風(fēng)靡世界的橡皮筋訓(xùn)練法”《知識(shí)之窗》1987年第2期總第43期38頁(yè);江西科學(xué)技術(shù)出版社。
3、“加重背心”《知識(shí)就是力量》1992年第4期第45頁(yè);北京科學(xué)普及出版社。
4、“跑鞋中的科技”《海外星云》1989年31期第29頁(yè);廣西出版社。
5、“仿生學(xué)又結(jié)新果-美發(fā)明時(shí)速達(dá)30公里的彈跳步行器”《科技日?qǐng)?bào)》1992年6月12日。
6、“高科技的奧運(yùn)會(huì)”《參考消息》1992年7月9日第3版(王完)7、電視圖象“國(guó)外醫(yī)療保健中心，老年人在進(jìn)行腿部舉重鍛練，醫(yī)生說(shuō)經(jīng)6周鍛練骨質(zhì)密度提高2.5%，骨骼肌力量提高1倍”。1992年10月3號(hào)中央2臺(tái)在20點(diǎn)15分左右的正大綜藝節(jié)目中播出。
權(quán)利要求
1.一種仿生彈力服裝，其特征是這種服裝穿在人身上對(duì)人體施以較大的彈性拉力，拉力的分布是不均勻的，拉力大的部份較厚較厚部份形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，彈性拉力是依靠皮帶式的固定帶疊合成環(huán)狀結(jié)構(gòu)緊固在腰部和四肢上來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，彈力大的部份是彈性拉力帶，它的分布是根據(jù)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練和特殊用途的各種不同需要，由所模擬的骨骼肌來(lái)決定。所說(shuō)的模擬是指有較大預(yù)拉力的彈性拉力帶按選定骨骼肌的形態(tài)，在體表的走向，分布所牽引的骨位置來(lái)模擬，其模擬的結(jié)果是將專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中負(fù)荷較低的一個(gè)方向作用的骨骼肌群的收縮力貯存、轉(zhuǎn)換為另一個(gè)方向作用的該模擬骨骼肌群收縮時(shí)的附加收縮力，并對(duì)牽引的骨骼增加了同彈性拉力帶預(yù)拉力同樣大的壓力。彈性拉力帶的預(yù)拉力由拉力帶兩端的皮帶式固定帶緊固在人體上時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。固定帶彈性小，堅(jiān)韌較厚，能承受彈性拉力帶的拉力而較小變形，它內(nèi)表面連結(jié)有柔軟的襯墊物，能減輕固定帶對(duì)緊固處皮膚和肌肉的壓強(qiáng)。所說(shuō)的皮帶式結(jié)構(gòu)是指疊成環(huán)狀尺寸可調(diào)的開(kāi)口帶，帶的疊合部份的兩個(gè)面具有粘結(jié)性能，貼緊后，可承受固定帶的園周緊固力和彈性體的軸向拉力。所說(shuō)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指彈性拉力帶有許多條，固定帶也有多處在人體上形成左右對(duì)稱分布，在腹背部與腰部固定帶連結(jié)，延伸到四肢，與四肢上的固定帶和彈性拉力帶相連結(jié)，而形成網(wǎng)帶形狀。網(wǎng)帶結(jié)構(gòu)形成的空間由柔軟、輕薄、透氣、彈力小而伸縮性大的織物連結(jié)彈性拉力帶和固定帶而形成服裝，它模擬皮膚，起到裝飾和輔助固定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的作用。彈性拉力帶與固定帶之間的連結(jié)是固定的，可調(diào)的，所說(shuō)的可調(diào)的是指彈性拉力帶的一端與固定帶牢固連結(jié)，而另一端可調(diào)整彈性拉力帶在兩固定帶間的長(zhǎng)短，從而改變預(yù)拉力的大小。所說(shuō)的彈性拉力帶，內(nèi)有彈力大，彈性好的彈性體，彈性體是有機(jī)物，無(wú)機(jī)物，復(fù)合材料。有機(jī)物是天然的，人造的，是單體，二種以上單體編織成、粘結(jié)而成。彈性體斷面是園形、非園形、實(shí)心體、空心體。所說(shuō)的空心體能充放壓縮氣體，壓縮氣體能在空心體內(nèi)流動(dòng)。
2.仿生彈力服裝的網(wǎng)帶結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)使用，穿在一般服裝內(nèi)外。
3.仿生彈力服裝中的彈性拉力帶及其兩端的固定帶，形成一個(gè)仿生彈力結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)完成摸擬一組骨骼肌的功能?？梢宰鳛閱为?dú)的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明是一種仿生彈力服裝，屬于仿生服的范圍。服裝的彈力大小和厚度不均勻，較厚，彈力大的部分形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有多處皮帶式的固定帶，緊固在人體四肢和腰部，彈力大較厚的部分能將負(fù)荷較輕的一個(gè)方向作用的骨骼肌群的收縮力貯存并轉(zhuǎn)換成另一方向作用的骨骼肌群的收縮力，并對(duì)牽引的骨骼形成壓力，從而改善了運(yùn)動(dòng)功能，強(qiáng)化了訓(xùn)練強(qiáng)度，減少了運(yùn)動(dòng)的受傷，它可用于各種運(yùn)動(dòng)服裝，訓(xùn)練服、特殊工作服、防止學(xué)生駝背的學(xué)習(xí)服、中老年保健服。
文檔編號(hào)A63B21/02GK1078366SQ9211255
公開(kāi)日1993年11月17日 申請(qǐng)日期1992年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月29日
發(fā)明者彭紹麟, 徐鴻濤, 彭先凱, 彭先輝, 彭先鋒 申請(qǐng)人:彭紹麟