运动鞋的人机工程剖析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,运动鞋的设计报告,班级：艺设,124,班,姓名：王语琪,学号：,2012150428,运动鞋的设计报告班级：艺设124班,1,足球鞋,功能,足球足球运动鞋是根据人们参加足球运动特点设计制造的。,足球鞋功能足球足球运动鞋是根据人们参加足球,2,1.,袋鼠皮。,现在，基本上所有品牌的旗舰款足球鞋都使用柔软、轻质而有质感的袋鼠皮 作为鞋身用料。包括李宁在,2004,年为李铁推出的铁系列足球鞋。,2.,不规则鞋钉。,Adidas,的“奇钉”设计理念带来了足球鞋鞋底设计的革命。,Nike,、,Diadora,更是将这种符合人体工程力学的设计发展到了极致。,3.,搭载核心减震科技。,印象中应该是,Nike,首先往足球鞋中引入了自己的当家减震科技,zoom,。与篮球鞋不同的是，这种,zoom,是以减震胶的形式出现在鞋垫的前、后掌上。,Puma,也 将自己的,cell,减震技术嵌入到为皮雷设计的球鞋中。,4.,隐藏式鞋带设计和不对称鞋身,。,这两项创新设计的目的只有一个，就是使球员脚面接 触球时更稳定。比如猎鹰系列、,Total 90,系列和,Umbro,的,X,系列。,5.,PEBAX,材质使用。,这种一次铸模形成的鞋底非常耐磨、坚韧和轻质，长应用于,FG,和,HG,的 鞋上。,6.,添加新零件。,比如猎鹰系列非常著名的,Power Pulse,技术，用来增强对皮球的摩擦。刺客、,Total90,等系列鞋身表面有一层亮物质，也是用来快速锁定皮球的。,原理,1.袋鼠皮。现在，基本上所有品牌的旗舰款足球鞋都使用柔软、轻,3,结构,以往的足球鞋，前掌和后跟全部都是圆胶钉。这种鞋防前后滑的效果好，但防侧滑的能力差。德式足球鞋的主要创新之处在于大底模具的底花纹符合足球运动的特点，它改前掌圆钉为斜结，即在前掌设有多个与纵向（轴线方面）成66角的错落有致的长方形斜结，后跟设置蝶形吸盘。这样的花纹设计，既保证了防前后滑，又可防侧滑，由于整体和地面接触，接触面增大，从生理结构上看也更稳定。结构设计考虑到足球运动的特点，帮样设计采用低帮结构，以便踝关节动作灵活,。,结构以往的足球鞋，前掌和后跟全部都是圆胶钉。这种鞋防前后滑的,4,产品,功能,主材质,图片,旅游鞋,旅游鞋鞋底平坦，可塑性大，富有弹性，对青少年跑、跳起到一定的缓冲作用,橡胶、塑料、海绵、尼龙、帆布等,足球鞋,防滑 耐磨 透气 包裹性 平,碎钉和其他材质,篮球鞋,减震 防滑 耐磨 防水,快干 包裹性,全皮革,或者是,轻便的混合鞋面,跑步鞋,轻便,天然橡胶,，其他材质,同类产品比较,产品功能主材质图片旅游鞋旅游鞋鞋底平坦，可塑性大，富有弹性，,5,品牌,价格,功能,主材质,图片,adidas阿迪达斯卡卡4代5代足球鞋,360,运动鞋适合场地:人造草地,运动鞋功能:耐磨 透气 包裹性,鞋面材料:牛皮,运动鞋外底:塑料钉,耐克足球鞋刺客8代草钉胶钉平底男鞋,420,运动鞋功能,:,减震 防滑 耐磨 透气,鞋面材料:其他材质,运动鞋外底:碎钉(土地/短草坪,）,匡威可爱动物足球世界杯淡蓝色低帮女款帆布鞋,260,运动鞋功能,:,透气 快干 轻便,鞋面材料,:,帆布运动鞋外底材料,:,硫化,鸿星尔克,男鞋运动鞋男胶钉足球鞋,127,鞋功能,:,减震 防滑 耐磨 透气,鞋面材料,:,其他材质,李宁足球系列男子室内足球鞋,186,运动鞋功能,:,减震 防滑 耐磨 透气,合成革加网布 橡胶大底+腹填eva,三叶草男鞋足球鞋欧洲杯室内鞋,346,运动鞋功能,:,防滑 耐磨 透气 支撑 轻便,鞋面材料:袋鼠皮,运动鞋外底:碎钉,品牌价格功能主材质图片adidas阿迪达斯卡卡4代5代足球鞋,6,产品外观分类,专业比赛型,适用于表面松软或者非常松软的草地，例如天然草场。这种鞋的鞋钉通常是可以自由装卸的金属钉，有点类似于田径运动员穿的钉鞋，有时候我们看到足球比赛中因为下雨，场地变得松软，球员会换上更长的鞋钉。,铺设人工塑料草的场地,适用于人工铺设草皮的场地。这几乎是全能足球鞋了，什么场地都能穿，也可以当休闲鞋，适合室内、土场，价格最便宜,室内场地,如果穿钉鞋，做急停转身之时，力量便集中在脚下的几个个别钉柱上，使鞋底与地面的接触面减少，便很容易出现打滑或摔倒。所以,IN,大多是平底设计。,适用于人造草皮,钉子长于碎钉，抓地力更强，灵敏度会更强于碎钉。但是相对于,FG,HG,他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的,AG,相当于,HG,的另一种版本，鞋钉很密，但是比较短,产品外观分类专业比赛型适用于表面松软或者非常松软的草地，例如,7,平底,碎钉,过去,现在,足球鞋造型SD图,平底碎钉过去现在足球鞋造型SD图,8,产品使用环境,地点,无特定时间限制,无特别环境要求,室内外,时间,物理-化学环境,环境因素,产品使用环境地点无特定时间限制无特别环境要求室内外时间物理-,9,3、产品应用技术调研,缓冲技术（adiPRENE,）,具体作用为：（在现实情况中要注意,adiPRENE,材料不同的放置位置）,推动技术（adiPRENE+）,具体作用为：（请注意adiPRENE+的两种形态，以及在部分跑步鞋中的使用）,扭转技术（TORSION）,具体作用为：（请注意不同的扭转系统形式）,奇钉技术（TRAXION）,具体作用为：（请注意不同类型的奇钉所适用的场地）,抗磨技术（adiTUFF）,具体作用为：A 在鞋子的脚趾处使用高耐磨材料B 具有高耐磨性，延长鞋子的使用寿命.,野外鞋稳定技术,特征：一块柔软的2MM TPU 材料，放置于大底和中底之间，通常运用于野外鞋。,好处：在岩石地形的条件下,提供运动者额外的保护和舒适感。,3、产品应用技术调研缓冲技术（adiPRENE）具体作用为,10,用户,各个年龄段的人群,使用环境,除了一些极端的气候环境,功能特点,结合了足球篮球跑步鞋的三者特点,用户各个年龄段的人群使用环境除了一些极端的气候环境功能特点结,11,人机尺寸,人机尺寸,12,比例关系,比例关系,13,人机工程学与运动鞋简介,人机工程学是一个新兴的边缘学科，它应用生理学，心理学和其它相关学科知识，研究人与产品和环境之间的相互关系，寻找三者的最佳匹配原则，使产品的和人能相互适应。从而，创造一个舒适，安全，美好的工作环境，给人提供一个健康的平台，提高工作效率。将人机工程学融入到鞋类设计中，可以使鞋子与人和环境更和谐，更符合人们的需要。,运动鞋，顾名思义是指在健身或竞技体育比赛时所穿的鞋。它能满足人们运动的各种需求，保证人脚能够在运动中发挥其基本功能。运动又分为竞技体育运动和健身体育运动等。无论是哪一种运动都需要脚穿上具有保护作用，提高运动效果等方面的鞋，因此在运动鞋的设计与制造过程中应充分考虑人机工程学在其中的应用。,人机工程学与运动鞋简介,14,从运动鞋的几个主要性能对鞋底受力影响进行分析,众所周知，运动鞋鞋底与鞋面不同之处，就是它要承载一个人全身的体重，在跑步等快速运动时，甚至要受到约,2,4,倍体重的压力。不仅如此，还要求它能具备耐磨性、避震性、弹性、防滑性、抗扭伤性、舒适透气性，软硬度适宜，重量轻和耐挠曲等功能。那么如何才能达到这么多的要求呢？这就必须要求制鞋从运动鞋的定位上进行受力分析，通过检测分析手段，为鞋底设计 提供依据。现就运动鞋几个关于人机工程的主要性能对鞋底受力的影响进行分析。,从运动鞋的几个主要性能对鞋底受力影响进行分析,15,1.,耐曲挠性,运动鞋的耐折性是消费者优先考虑的要素，也是国内质量监督部门十分注重的一个物性指标，其测试方法是,GB/T3903.1 1994,的国家标准，在鞋底跖趾关节处割口,5mm,长，以每秒约,4,次的折挠频率进行测试，要求极其苛刻。所以，鞋底设计生产时，应考虑鞋底弯折沟的厚度和底材的韧性。一般弯折沟的设计均以圆弧形为主，可避免应力集中，起分散弯折力和延伸力的作用，同时，在弯折沟背面应以加强筋的方式加厚至,2.0mm,以上。,1.耐曲挠性,16,2.,耐磨性,在国内还处于较低消费水平的现阶段，运动鞋的耐穿性无疑是消费者最关心的，其中除鞋底的耐折性外，能否耐磨也是耐穿性的决定因素之一。,2.1,周边磨耗,一般情况下，鞋底周边（前掌、中腰、后跟）边缘向内,10,15mm,是受磨最多的部位，但其受磨程度小于鞋头和后跟。其原因是，大拇指、小拇指和脚跟三点是主要的受力部位。,2.2,鞋头磨耗,鞋头受磨程度小于后跟，鞋头外侧受磨小于鞋头内侧。其原因是，走路或跑步时，都是后跟先着地，脚提离地面时，大拇指最后提起且向前推进并产生摩擦力。,2.3,后跟磨耗,后跟是受磨耗的主要部位，据统计：,80%,以上人的脚是以脚后跟外侧先着地，又因脚在起步、落地时，均是朝向内心偏移，所以其外侧受磨程度大于内侧。,2.4,耐磨设计,根据以上的受磨分析，一些受磨功能要求高的运动鞋（如：球鞋），就须选用耐磨性能好的橡胶做大底，如采用意大利超强耐磨的,vibra,橡胶底。或者在鞋头内侧和后跟外侧，特意设计耐磨的橡胶贴片，目前最佳的测试方法是以,SATRATM174-94,进行,DIN,测试评估。,2.耐磨性,17,3.,止滑性,在进行篮球运动时常常有急停、急转动作，此时要求运动鞋（如：蓝球鞋）具有较高止滑性，否则，不仅会引起一场精采赛事的失利，还可能会造成运动员受伤。然而，在鞋底其他方面条件不变的条件下，耐磨耗性和止滑性却是成反比的，耐磨耗性越好，就意味着止滑性下降；止滑愈佳，则其耐磨性就差。所以应通过大量的测试对比，找到耐磨耗性和止滑性最佳的结合点，来进行设计生产。当然，还要从运动鞋的功能上去考虑鞋底纹路的设计，从而确定耐磨耗性和止滑性之间的最佳平衡点。,3.止滑性,18,4.,透气性,透气性不仅只限于鞋面，鞋底同样也要求有透气性。因为在正常穿用运动鞋时，人足部皮肤的温度可达到,34,35,；而在激烈运动时，其温度将达到,43,49,；此外，大底纹路设计越粗糙、愈复杂，与地面摩擦力就愈大，热度也愈高。因此，鞋底透气性的设计是非常必要的，但同时要考虑其防水性，一般是在气窗处涂抹一层能透气的防水胶，或采用美国,wL.GORE,公司的,GORE TE,材料。,4.透气性,19,5.,支撑力,支撑力是一个比较复杂的问题，具体说就是通过运动鞋紧缩厚实的设计，来保证脚对人体强有力的支撑。这种紧缩的设计，可以克服脚向四周分散力量，从而保证向上的支撑力。一般采用硬支撑片（如,TPU,片）从鞋腰延伸至后跟，插人中底或在大底与中底之间，对人脚起平稳支撑、固定的作用，也可防止运动中的扭伤。,5.支撑力,20,6.,避震性,人在负重的状态下徒步行走，每公里约走,600,700,步。这就意味着每步行一公里，一只脚要承受,600,700,次的重力冲击，若是激烈运动，则其冲击力就更大。有人做过统计，一个人在跑步时，脚触地的瞬间，受到地面的冲击力将达到人体重量的,2,4,倍。如果鞋没有良好的减震系统来缓解这种冲击，一定会使双脚感到疲惫不堪，还会对大脑造成冲击。一般情况下，采用具有一定弹性的中底（如,EVA,、,PU,）或在大底后跟嵌入具有弹性的垫片（如,EVA,、,PU,），以减少冲击力。同时，可以达到能量回输的效果（能量回输是指鞋底在冲击到地面之后，借由受压变形的弹性体将动能吸收，稍后，在它离地之前，因弹性体形状的回复而将能量还给穿着者，使穿着者跑得更快、跳得更高）。,6.避震性,21,7.,抗扭伤性,人的脚是由,26,块骨骼组成。人的行走过程是一个很复杂且科学的骨骼和肌肉协调运动的过程，脚从触地到抬离地面，受到一个向上的冲力和向前的摩擦力，在脚触地的瞬间，受到一个很大的冲力，在抬离地面前，需要对地面施加一定作用力以得到向前的摩擦力。在这一过程中，分析人脚的运动过程是这样的：,80%,以上人的脚是以脚后跟外侧先着地，此时脚后跟轴线略向外偏斜，着地时脚受到一个很大的冲力，它自然地向内翻转，以分散地面冲击造成的对脚关节的伤害，最后脚后跟轴线从向外偏斜位置转到垂直地面