运动鞋的人机工程.ppt
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1、运动鞋的设计报告运动鞋的设计报告班级:艺设班级:艺设124124班班姓名:王语琪姓名:王语琪学号:学号:20121504282012150428 足球鞋足球鞋功能功能足球足球运动鞋是根据人们参加足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。球运动特点设计制造的。1.袋鼠皮。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的袋鼠皮 作为鞋身用料。包括李宁在作为鞋身用料。包括李宁在20042004年为李铁推出的铁系列足球鞋。年为李铁推出的铁系列足球鞋。2.不规则鞋钉。不规则鞋钉。AdidasAdidas的的
2、“奇钉奇钉”设计理念带来了足球鞋鞋底设计的革命。设计理念带来了足球鞋鞋底设计的革命。NikeNike、DiadoraDiadora更是将这种符合人体工程力学的设计发展到了极致。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。搭载核心减震科技。印象中应该是印象中应该是NikeNike首先往足球鞋中引入了自己的当家首先往足球鞋中引入了自己的当家减震科技减震科技 zoomzoom。与篮球鞋不同的是,这种。与篮球鞋不同的是,这种zoomzoom是以减震胶的形式出现在鞋垫是以减震胶的形式出现在鞋垫的前、后掌上。的前、后掌上。PumaPuma也也 将自己的将自己的cellcell减震技
3、术嵌入到为皮雷设计的球鞋中。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,就是使球这两项创新设计的目的只有一个,就是使球员脚面接员脚面接 触球时更稳定。比如猎鹰系列、触球时更稳定。比如猎鹰系列、Total 90Total 90系列和系列和UmbroUmbro的的X X系列。系列。5.PEBAX材质使用。材质使用。这种一次铸模形成的鞋底非常耐磨、坚韧和轻质,长应这种一次铸模形成的鞋底非常耐磨、坚韧和轻质,长应用于用于FGFG和和HGHG的的 鞋上。鞋上。6.添加新零件。添加新零件。比如猎鹰系列非常著名的比如猎鹰系列非常著
4、名的Power PulsePower Pulse技术,用来增强对皮球技术,用来增强对皮球的摩擦。刺客、的摩擦。刺客、Total90Total90等系列鞋身表面有一层亮物质,也是用来快速锁定皮等系列鞋身表面有一层亮物质,也是用来快速锁定皮球的。球的。原理原理结构结构以以往往的的足足球球鞋鞋,前前掌掌和和后后跟跟全全部部都都是是圆圆胶胶钉钉。这这种种鞋鞋防防前前后后滑滑的的效效果果好好,但但防防侧侧滑滑的的能能力力差差。德德式式足足球球鞋鞋的的主主要要创创新新之之处处在在于于大大底底模模具具的的底底花花纹纹符符合合足足球球运运动动的的特特点点,它它改改前前掌掌圆圆钉钉为为斜斜结结,即即在在前前掌掌
5、设设有有多多个个与与纵纵向向(轴轴线线方方面面)成成66角角的的错错落落有有致致的的长长方方形形斜斜结结,后后跟跟设设置置蝶蝶形形吸吸盘盘。这这样样的的花花纹纹设设计计,既既保保证证了了防防前前后后滑滑,又又可可防防侧侧滑滑,由由于于整整体体和和地地面面接接触触,接接触触面面增增大大,从从生生理理结结构构上上看看也也更更稳稳定定。结结构构设设计计考考虑虑到到足足球球运运动动的的特特点点,帮帮样样设设计计采采用用低低帮帮结结构构,以便踝关节动作灵活以便踝关节动作灵活。产品产品功能功能主材质主材质图片图片旅游鞋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
6、绵、尼龙、帆布等 足球鞋足球鞋 防滑 耐磨 透气 包裹性 平碎钉和其他材质篮球鞋篮球鞋减震 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跑步鞋轻便天然橡胶,其他材质同类产品比较同类产品比较品牌品牌价格价格功能功能主材质主材质图片图片adidasadidas阿迪达斯卡卡阿迪达斯卡卡4 4代代5 5代足球鞋代足球鞋360运动鞋适合场地运动鞋适合场地:人造草地人造草地运动鞋功能运动鞋功能:耐磨耐磨 透气透气 包裹性包裹性鞋面材料:牛皮运动鞋外底:塑料钉 耐克足球鞋刺客耐克足球鞋刺客8 8代草代草钉胶钉平底男鞋钉胶钉平底男鞋420运动鞋功能:减震 防滑 耐磨 透气 鞋面材料:其他材质
7、运动鞋外底:碎钉(土地/短草坪)匡威可爱动物足球世匡威可爱动物足球世界杯淡蓝色低帮女款界杯淡蓝色低帮女款帆布鞋帆布鞋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:硫化鸿星尔克鸿星尔克男鞋运动鞋男鞋运动鞋男胶钉足球鞋男胶钉足球鞋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李宁足球系列男子室内足球鞋内足球鞋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三叶草男鞋足球鞋欧洲杯室内鞋洲杯室内鞋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:碎钉产品外观分类产品外观分类专业比赛专业比赛
8、型型适用于表面松软或者非常松软的草地,例如天然草场。这适用于表面松软或者非常松软的草地,例如天然草场。这适用于表面松软或者非常松软的草地,例如天然草场。这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,有点类似于田种鞋的鞋钉通常是可以自由装卸的金属钉,有点类似于田种鞋的鞋钉通常是可以自由装卸的金属钉,有点类似于田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,径运动员穿的钉鞋,有时候我们看到足球比赛中因为下雨,径运动员穿的钉鞋,有时候我们看到足球比赛中因为下雨,径运动员穿的钉鞋,有时候我们看到足球比赛
9、中因为下雨,场地变得松软,球员会换上更长的鞋钉。场地变得松软,球员会换上更长的鞋钉。场地变得松软,球员会换上更长的鞋钉。场地变得松软,球员会换上更长的鞋钉。铺设人工铺设人工塑料草的塑料草的场地场地适用于人工铺设草皮的场地。这几乎是全能足球鞋了,什适用于人工铺设草皮的场地。这几乎是全能足球鞋了,什适用于人工铺设草皮的场地。这几乎是全能足球鞋了,什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,价格么场地都能穿,也可以当休闲鞋,适合室内、土场,价格么场地都能穿,也可以当休闲鞋,适合室内、土场,价格么场地都能穿,也可以当休闲鞋,适合室内、土场,价格最便
10、宜最便宜最便宜最便宜室内场地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如果穿钉鞋,做急停转身之时,力量便集中在脚下的几个如果穿钉鞋,做急停转身之时,力量便集中在脚下的几个如果穿钉鞋,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,便很容易出现个别钉柱上,使鞋底与地面的接触面减少,便很容易出现个别钉柱上,使鞋底与地面的接触面减少,便很容易出现个别钉柱上,使鞋底与地面的接触面减少,便很容易出现打滑或摔倒。所以打滑或摔倒。所以打滑或摔倒。所以打滑或摔倒。所以ININ大多是平底设计。大多是平底设计。大多是平底设计。大多是平底设计。适用于人适用于人造草皮造草皮
11、钉子长于碎钉,抓地力更强,灵敏度会更强于碎钉。但是钉子长于碎钉,抓地力更强,灵敏度会更强于碎钉。但是钉子长于碎钉,抓地力更强,灵敏度会更强于碎钉。但是钉子长于碎钉,抓地力更强,灵敏度会更强于碎钉。但是相对于相对于相对于相对于FG,HG,FG,HG,他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的AGAG相当于相当于相当于相当于HGHG的另一种版本,鞋钉很密,但是比较短的另一种版本,鞋钉很密,但是比较短的另一种版本,鞋钉很密,但是比较短的另一种版本,鞋钉很密,但是比较短平底碎钉过去现在足球鞋造型足球鞋
12、造型SD图图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3、产品应用技术调研l缓缓冲技冲技术术(adiPRENEadiPRENE)具体作用为:(在现实情况中要注意具体作用为:(在现实情况中要注意 adiPRENEadiPRENE材料不同的放置位置材料不同的放置位置 )l推推动动技技术术(adiPRENE+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)l扭扭转转技技术术(TORSIONTORSION)具体作用为:(请注意不同的扭转系统形式)l奇奇钉钉技技术术(TRAXIONTRAXION)具体作用为:(请注意不同类
13、型的奇钉所适用的场地)l抗磨技抗磨技术术 (adiTUFFadiTUFF)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.l野外鞋野外鞋稳稳定技定技术术l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。l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。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人机尺寸比例关系人机工程学与运动鞋简介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
14、,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。从运动鞋的几个主要性能对鞋底受力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众所周知,运动鞋鞋底与鞋面不同之处,就是它要
15、承载一众所周知,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,甚至要受到约个人全身的体重,在跑步等快速运动时,甚至要受到约2 24 4倍体重的压力。不仅如此,还要求它能具备耐磨性、避震倍体重的压力。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,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,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,为鞋底设计通过
16、检测分析手段,为鞋底设计 提供依据。现就运动鞋几提供依据。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。个关于人机工程的主要性能对鞋底受力的影响进行分析。1.耐曲挠性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,其测试方法是监督部门十分注重的一个物性指标,其测试方法是GB/T3903.11994GB/T3903.11994 的国家标准,在鞋底跖趾关节处割口的国家标准,在鞋底跖趾关节处割口5mm长,以每秒约长,以每秒约4次的折挠频率进行测试,要求极其苛刻。次的折挠频率进行测试,要求极其苛
17、刻。所以,鞋底设计生产时,应考虑鞋底弯折沟的厚度和底材所以,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面应以加强筋的方式加厚至2.0mm以上。以上。2.耐磨性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。的耐
18、折性外,能否耐磨也是耐穿性的决定因素之一。2.1周边磨耗周边磨耗一般情况下,鞋底周边(前掌、中腰、后跟)边缘向内一般情况下,鞋底周边(前掌、中腰、后跟)边缘向内1015mm是受磨最多的部位,但其受磨程度小是受磨最多的部位,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。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
19、前推进并产生摩擦力。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后跟磨耗后跟磨耗后跟是受磨耗的主要部位,据统计: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,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。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,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如采用意大
20、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佳的测试方法是以SATRATM174-94进行进行DIN测试评估。测试评估。3.止滑性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(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
21、性和止滑性却是成反比的,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。之间的最佳平衡点。4.透气性透气性透气性不仅只限于鞋面,鞋底同样也要求有透气性。因透气性
22、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为在正常穿用运动鞋时,人足部皮肤的温度可达到3435;而在激烈运动时,其温度将达到;而在激烈运动时,其温度将达到4349;此外,;此外,大底纹路设计越粗糙、愈复杂,与地面摩擦力就愈大,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,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,或采用美国气的防水胶,或采用美国wL.GORE公司的公司的GORE TETE材
23、料。材料。5.支撑力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(如撑片(如TPU片)从鞋腰延伸至后跟,插人中底或在大底与中底片)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。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。6.避震性避
24、震性人在负重的状态下徒步行走,每公里约走人在负重的状态下徒步行走,每公里约走600700步。这就意味着每步行一步。这就意味着每步行一公里,一只脚要承受公里,一只脚要承受600700次的重力冲击,若是激烈运动,则其冲击力就次的重力冲击,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将达到人体重量的24倍。如果鞋没有良好的减震系统来缓解这种冲击,一倍。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,采用具有一定会使双脚感到
25、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)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),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)。高)。7.抗扭伤性抗扭
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- 运动鞋 人机 工程
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