运动鞋的人机工程PPT课件.ppt

运动鞋的设计报告 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 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 Total90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PowerPulse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 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 4 同类产品比较 5 6 产品外观分类 7 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 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2MMTPU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 10 11 人机尺寸 12 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 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 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 x0015 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 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 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 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 x0015 TE 材料 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 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 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位置 在抬离地面前 各相关肌肉群及关节收缩紧张 以提供对地面的作用力 此时脚后跟轴线由垂直地面位置又转到外斜位置 以提供作用力 在这一过程中 通常会出现两种情况 过度翻转和翻转不够 如果脚落地后向内翻转时 脚后跟轴线过了垂直面向内斜 那么在脚离地时 它来不及调整到外斜位置 使肌肉骨骼未能做好充分准备 易造成运动扭伤为了克服脚弓下塌的扁平足易出现运动扭伤的问题 鞋底一般设计成双密度的弹性体 在鞋底后跟内侧位置 设计一相对密度高的材料 以抵抗人脚过度翻转而造成的扭伤 另一种情况是常发生在高脚弓的人身上的翻转不够的现象 由于高脚弓人的脚关节一般比较僵硬 在脚落地时 往往不能完全翻转到垂直位置 不足以化解地面对脚及各关节的冲击 而易造成扭伤 有此类脚的人 往往在其整个鞋外侧 磨损比较厉害 后跟避震好和符合脚型的鞋楦是其最佳的选择 当然 也可从鞋垫的设计上 来增强抗扭力和减轻疲劳感 22 耐克品牌广告词 想做就做 不做下一个谁 做第一个我 科比在代言耐克的一句广告词 恨我吧 因为我也为同样的理由被爱着 詹姆斯在NIKE广告中的一句广告词让人们对他过目难忘 you dbetterbring 你最好全心关注 causei llbringeveryi vegotit 因为我会全力以赴 易建联最新耐克广告词完整版 你可以15岁加入职业联赛 你可以人选国家队 你可以连夺3次冠军 你可以成为MVP 但这还不够 因为你可以是 不断走向下一步的自己 Justdoit事在人为 23 一 耐克气垫技术 1979第一双有内置气垫的跑步鞋 Tailwind 顺风 上市 24 气垫结构与特点 内部 惰性大分子气体 特点 轻质 缓震 耐用 灵活 结构 外部 坚韧的聚氨酯材料构成气囊壁 25 气垫的分类 26 NIKEAIR在不同鞋款中的比例 AirPegasus22 660 AirMaxMoto18 780 AirMaxTailwind50 860 AirMax360100 1250 27 AirSole AIRSOLE是目前NIKE最基本的气垫 被广泛用于运动鞋生产中 凡是带有 AIR 字样的NIKE运动鞋一般都默认为采用了AIRSOLE气垫 个别鞋款除外 AIRSOLE是Nike气垫的最初形式 以高压方式将NikeAIR气体灌入一个坚韧的合成橡胶层内而成 Air Sole在缓震能力 稳定性能和反应速度等方面表现较为均衡 是一种 中庸 的气垫 适用范围广 在多种运动鞋上沿用至今 28 SHOX的结构 弹力缓震柱 下承托盘 底盘 上承托盘 前后掌连接楔 29 技术比较 Best最佳 Better较好 Good好 impactprotection缓冲保护 Stability稳定性 Responsiveness反弹 30 女子SHOX不同的外形 不同的功能 SHOX缓震柱的几何外形是创造运动专项系统的关键 圆形 最好的缓震 部分稳定 椭圆形 较好的缓震 较好的稳定 三角形 一点缓震 最好的稳定 31 跑步SHOX的特性 3 2 劈口 落地时的受冲击部位 侧向落地劈口 内侧稳定区 后跟劈口抵消后跟冲击力 后跟落地区提供缓震 内侧稳定区提供稳定和支持 基于功能性的设计将保证运动中良好的表现 1 避震抵消冲击 32 训练SHOX的特性 3 劈口 落地时的受冲击部位 侧向稳定区 内策冲击区 后跟劈口抵消冲击力 提供支持 侧向稳定区提供更全面的稳定 内侧冲击区帮助吸收侧移时产生的冲击力 2 1 稳定抵消冲击 33 特点 自然移动 独立气垫柱气垫柱提供多向性的移动特性顶部的连接设计 优点 避免后跟触地的内翻转移了后跟触地时对关节的压力更为灵活 自然传递 自然移动 AIRSHOX 34 鞋的结构 鞋面 鞋垫 中底 后跟和前掌的气垫单元 外底 35 外底outsole 提供运动中良好的耐磨及抓地性 提供运动鞋在运动中的最外层的支持 鞋面upper 提供对脚面的支持与保护 鞋的外观表现 同时从外层锁定中底和外底 中底midsole 为运动鞋提良好的缓震及稳定性 同时使气垫可以最佳的与中底相结合 可更好的提供前掌和后掌的缓震 鞋的结构 36 鞋面 提供对脚面的支持与保护 透气 LEATHER 真皮 SYNTHETICLEATHER 人造鞣皮 MESH 网眼布 FLYWIRE 飞线科技 技术比较 耐磨透气轻质不易变形 真皮人造鞣皮网眼布飞线科技 37 NIKE运动鞋的材质 鞋面 FULLGRAINLEDATHER 全纹皮质用牛皮最耐磨的部份制成的皮革 像人的皮肤毛细孔一样有透气性及良好支撑性及耐磨性 有价值感 NUBUCK 牛皮皮面用牛皮制成皮革后 再以棒磨光使变软所制成的皮革 有透气性及良好支撑性与耐磨性SUEDE 麂皮动物皮质再经由刷毛处理 质轻且具耐磨性 SYNTHETICLEDATHER 合成皮质超细纤维及PU所制成的高级人造皮 看起来很像真皮 质轻 不皱不变形 有良好支撑性及耐磨性 清洗容易 MESH 网层布面由NYLON或POLYSTER所织成的网层布面 质轻 透气 不易磨损 LYCRA 莱卡弹性布料用于鞋面或内靴 可使布面具有弹性且增加合脚性 GORE FEX 防水布料具有防水效果的布料 通常用于秋冬时节的户外鞋款级越野慢跑鞋 TPVR 支撑条一种坚硬又易弯曲的塑料 冷却之后即固定成形 具有质轻且提供鞋面两侧稳定支撑的功能 HEELCOUNTER 脚跟稳定器位于鞋后跟 借着环绕在脚后跟的加强 来增加脚后跟的稳定性及支撑性 MEMORYFOAM 记忆型发泡棉用于鞋后跟及鞋领 具有柔软舒适及合脚的特色VELCRO 黏贴带用于童鞋 可帮助小朋友方便穿脱鞋 REFLECTIVETREATMENT 反光条常用于前脚掌及后脚跟 具有在暗处反光的特质 可增加夜间运动时的安全性 FOAMPOSITE 专利鞋身材质NIKE专利鞋身 具有高价位及质感与舒适性 DRAG ON 耐磨材质常用于网球鞋 其坚硬的材质及设计可强化鞋头及前缘内侧的耐磨性 DYNAMICFITSLEEVE 弹性内榇设计位于鞋舌及中足的地方 是有弹性及可以伸展的织物 提供合脚性及稳定性 TPU 热熔胶一种坚硬又易弯曲的塑料 冷却之后即固定成形 提供稳定功能 38 中底 为运动鞋提供良好的缓震及稳定性 EVA 泡沫材料 PHYLON 轻质材料 PU 聚氨酯 PHYLITE 60 PHYLON 40 橡胶 LUNAR 泡绵材质 39 中底材料 EVA是一种较低价位的中底材料 具有一定的缓震作用 但在一定时间内会发生严重的变形 完全失去缓震的效果 PHYLON是对泡沫材料进行发泡后再压缩的一种材料 轻质的同时可以给脚提供持续的缓震 是NIKE现在最常用的一种中底材料 PU是一种较为坚硬的材料 一般使用在一些网球鞋和一些要求稳定的篮球鞋上使用 PHYLITE是一种合成材料 60 PHYLON 40 橡胶 用在跑鞋前掌 提高灵活性的同时 足够耐磨不用再额外贴橡胶 减轻鞋的重量 LUNAR是由美国宇航局研制的一种泡绵材料 它的重量比PHYLON还要轻30 请记住LUNAR不仅仅是一块泡沫 它是一个系统 40 NIKEAPPAREL FOOTWEAR 外底 Nike前掌气垫缓震 气垫缓震贯穿运动鞋的一生同时为运动鞋提供良好极佳的冲击保护 中底 双层密度中底 双层密度的中底为运动鞋提供更加出色的稳定性和支持 前掌纵向凹槽 有效的增加了前掌的灵活性 同时为脚跟到脚趾的运动提供纵向动力灵活 稳定 脚跟劈口设计 符合人体生理运动科学原理 有效的保护我们在运动中不受伤 TPU中掌承托盘 热塑材料增加中掌运动的确稳定性 鞋桥稳定装置 坚硬的热塑材料插入双层密度中底 为运动鞋提供良好的稳定性 同时有效的保护运动中的脚 后掌缓震气垫部分 联合不同气压的气垫为运动鞋在运动中提供更加良好的冲击保护及稳定支持 前掌灵活凹槽 横向凹槽 有效的增加了前掌的灵活性 同时为脚跟到脚趾的运动提供横向动力 灵活 稳定 41 华夫底跑步鞋碳素橡胶BRS1000水波纹篮球鞋硬质橡胶 Solidrubber 水波纹网球鞋耐磨橡胶DRC前掌凹槽女子健身粘性橡胶 Stickyrubber 脚跟劈口跑步 全能各种花纹全能鞋钉鞋足球鞋 6 13 24 密集钉 大颗粒户外ACG充气橡胶 Duralon 环保橡胶 Nikeregrind OUTSOLE外底 42 外底材料 BRS1000碳素纤维橡胶在制作橡胶的过程中 加入碳素纤维材料或碳单质粉末 这种橡胶耐磨 抓地力好 但是剧烈摩擦时会在地面留下黑色印记 多用于跑鞋 Non marking无痕橡胶和BRS1000相反 不进行掺碳工艺 不会在地板上留下痕迹 多用于篮球鞋 SolidRubber硬橡胶由60 的人造合成胶及40 的天然橡胶压缩而成 耐磨性较好 是多数篮球鞋的外底材料 Duraon橡胶一种人造软橡胶 质地轻 有一定避震效果 抓地力较好 DRC耐磨硬橡胶以硬橡胶为主的合成橡胶压缩而成 耐磨性佳 部分网球鞋使用这种橡胶 GumRub