专利名称：能够强化自然步态的鞋具的制作方法
背景技术：
在上个世纪，围绕着步态治疗相关疾病、生物力学以及鞋具衍变的理念很大程度上都是基于采用人造或合成的矫正架和缓冲装置这一原则的。在绝大多数情况下，患有步态相关疾病或症状的人倾向于将这些病变或症状看作是足部和支撑肌肉组织萎缩的结果。在医学研究中已经发现，矫正架的作用会导致被支撑的肌肉-骨骼系统发生萎缩。因此，自相矛盾的是，用于治疗肌肉-骨骼构造萎缩引起症状的方法却始终延续着该缺点。这种症状在短期内(使用矫正架期间)好转是很少见的，但是在这之后，反而常常再次出现原先的症状或着出现与不完善的生物力学和弱化了的构造相关的其他症状。
文件中还有这样的广泛记载在大部分居民都不穿鞋或者光脚的国家里，类似的步态相关疾病和症状的发病率仅仅是日常穿鞋的国家中所能看到的情况的若干分之一。这种发病率的差异可直接归因于鞋具以及鞋具设计中的明显失误。一般的鞋不能与足部的力学特征结合工作，可将此点看作是对于步态和足部相关问题的最重要的影响因素。约束足部的固有振动和受力，造成了不应有的且放大了的应力，导致产生了不应有的生物体受力、不适、以及受伤。
发明内容
本发明的一个目的是为穿鞋者提供一种鞋具，其中，设计、制造和几何特性都强化并重视使用者的足部在步态周期中的固有振动。这样的一种鞋具对于其使用者是极为有价值的，同时提供了康复性的和预防性的益处。
根据本发明的一个方面，该种鞋具包括设置大致呈拱形的刺激体(catalyst)，用于与位于脚底面上的预定目标区域对齐，以便产生生物反馈性的反射反应，使得足部的支撑肌肉组织收缩。可以提供装置，使拱形刺激体对于目标区域的压力量能够谨慎而逐渐地增加。该目标区可定义为位于足部的舟状骨、侧楔骨和骰骨的交点附近的区域。
早期的专利已经提出了使用内底装置和网眼装置，其功能与上述拱形刺激体所希望的特性不一致。Burke等人在美国专利5,404,659中公开了一种带有拱形刺激体的内底和/或中底结构，其显示出了远超出人类足部所能承受的范围的压缩和反弹特性。治疗性内底申请领域的技术人员以及熟悉5,404,659中公开的产品的使用方法的人员都已经看到了关于此点的证据。
如在此将公开的，拱形刺激物所希望的反弹、偏转和压缩特性是这样的当拱形刺激物受到与每日重量负荷活动一致的压缩力时，所述刺激物的顶部达到最大高度，该最大高度为脚底总长的1％到5％。由拱形刺激物产生的柔和压力，通过该压力与足部支撑肌肉的高尔基腱器官之间的相互作用造成肌肉收缩。肌肉的反复收缩起到了一种渐增阻力训练的作用，使得足部肌肉逐渐增强。这种方法与利用生物反馈关系和刺激物以造成肌肉收缩的做法是一致的。
美国专利5,404,659公开了一种构思提供可更换的插件，该插件能够与拱形刺激物对齐并成为其一部分。在5,404,659中，插件和拱形刺激物的接纳部分本身是曲线的，且本领域的技术人员所做的试验已经揭示出，此设计无论是在将插件在内底的接纳部分中定位方面，还是在便于拆卸和插入的方面，都是不能令人满意的。已经发现，通过使用粘合物能够最佳地取得插入接纳部分的可拆卸插件的作用效果。但是，这意味着两个不同的限制首先，具有胶粘性质的物质使得插件易于脱落，这被证明是不足以将可拆卸插件定位在需要的位置上的；其次，具有足以将可拆卸插件保持在所需位置上的胶粘性质的物质被证明会对制成内底主体的材料和制成可拆卸插件的材料产生损害。
本发明的一个目的是通过强化挠曲、反弹和压缩特性，改进对脚底面使用生物反馈刺激体这一观念，从而使本发明能够更加有益。本发明的另一个目的是提供一种高级装置，通过这种装置使可拆卸插件能够得以拆卸。
根据本发明的其他方面，提供一种新型的中底/外底设计，在初始接触过程中或者在足部冲击、步态周期阶段的过程中，其能够强化并促进足部的固有振动；以及在鞋的鞋面上提供装置，用以改善在步态周期的摆动阶段中足部的受力情况。
鞋具衍变、步态生物力学、以及矫正器械制造领域的技术人员已经一致同意，步态周期的初始接触阶段在意图控制步态周期的运动的过程中是最重要的。可将步态周期简要地解释为当足部接触地面时、承受体重时、离开地面时、以及再次接触地面时，足部和身体的运动。传统上，控制步态周期中不完善的生物受力情况的意图是通过在接触的点上支撑足部来完成的。本领域的技术人员已经知道，从足部的侧面或外侧界线将足部过度地扭转到足部的中间界线或内侧界线，通常被称为过旋(excess pronation)，这是导致慢性足部疾病的主要原因。但是，传统鞋具的中底和外底设计所造成这样一种环境，这种环境延续并扩大了这个问题以及有缺陷的受力情况。
长久以来，该传统手段通过中底/外底的几何形状，都采用用于足部的宽阔稳定的支撑基底。在Lyden等人的美国专利5,625,964、Truelsen的PCT申请DK 88/00203、Whatley的美国专利5,005,299、Halberstadt的美国专利4,259,792、Stubblefield的美国专利4,372,058、Giese等人的美国专利4,316,335以及Brooks的美国专利4,272,899等等的专利中，都清楚地示出了这些设计的例子。
但是，生物力学分析领域的技术人员知道，足部接触的最常见的点处于脚的足底最后部，处于足部通过跟骨转动的长轴的侧面。但是，此情况和所需的位置点，最明显地可追溯到光脚的情况。当开始使用鞋具时，如上述专利所公开的那样，初始接触点强烈地被迫移到了鞋具中底/外底的最外侧部分。但是，这明显地增大了足部上的杠杆臂和扭矩。这种中底/外底结构的特点不仅在中底/外底的侧面部分，而且也在中间表面。在多方向运动期间，这种中底/外底结构还在脚和身体上产生了增大的扭矩和加速度。在提供一种用于场地运动的新型中底形状的尝试中，Hamey等人的美国专利4,559,723公开了一种中底/外底结构，其中，中间表面呈辐射形，从而能够加强在场地活动的过程中的横向移动。还存在一个问题是，当鞋的中底/外底接触外侧表面的支撑面时增大的杠杆臂效应。
通过新型的中底/外底设计，发明人提出了一种几何形状，其使得足部接触能够模拟赤脚时的接触。本发明的中底/外底结构设计为，首先，接触地面或支撑面的磨损层设计为能够提供从外侧部分到中间部分的光滑圆弧(smooth radius)，且该圆弧的中点与足部通过跟古转动的长轴对齐。以此方式，当脚接触支撑面并缓慢地落在平坦位置上时，不会产生突变的扭矩或加速度。
根据本发明的另一个方面，提供一方案，用以在足部接触地面或支撑面后缓慢放平时，提高穿鞋者进入生物力学上的正确位置的可能性。通过在跟骨或脚跟骨的正下方引入一缓冲区来达成此目的。缓冲区的弹性基本低于构成缓冲区周边的中底/外底结构的弹性。
根据本发明的另一方面，提供一方案，用于改善足部对于初始接触的准备情况。步态生物力学领域的技术人员，特别是那些在分析和观察赤脚人群方面富有经验的技术人员，都会承认使大脚趾在初始接触之前能够最大背曲的重要性。有争论地，在步态生物力学的核心，是“绞盘效应”的概念。这是一种滑轮系统，包括脚的足底部分的结缔组织，特别是足底筋膜；以及籽骨周围的足底筋膜在第一跖骨趾骨关节处的牵拉作用。拉动足底筋膜，导致由脚趾背曲使其张紧。当它被拉紧时，保证了足部结构的完整性，为初始接触做好准备。在观察跑步运动员在从20世纪70年代早期到中期的跑步比赛(runningboom)中穿的鞋时，能够最清晰地看到关于此点的证据。大脚趾向上从跑鞋的楦头中凸出是很常见的。这是脚试图稳定其自身而产生的结果。
为了解决跑鞋的楦头过早磨损问题，当前业界领先的制鞋公司以更坚固更耐用的材料进行加强，这实际上妨碍了足部得到自然和理想的步态生物受力。Dannenberg在美国专利4,608,988和4,597,195中说明了大脚趾背曲的重要性，并设法为大脚趾提供更大的潜在活动空间，包括在第一跖骨的头部下方增大活动空间。但是，本领域的技术人员已经认识到，当Dannenberg的设计被结合到鞋或支撑件的设计中时，穿鞋者的生物受力情况存在着发生不良变化的明显倾向。即是说，这种设计鼓励了穿鞋者在远长于理想时间的时间内将脚置于脚掌向下的位置。
当前鞋具设计的共同限制是限制了大脚趾的最大背曲，因为背曲的动作与中底/外底结构的挠性预设位置相冲突，并且被鞋的楦头所阻碍。
根据本发明，是通过将改动鞋的中底/外底设计与采用起到抗应变装置作用的机构相结合，从而强化初始接触前大脚趾的背曲，其中，在步伐的摆动阶段，使大脚趾易于背曲。以此方式，强化足部的最佳结构完整性，同时，使脚受到预应力，以便适应人体体重。这允许了脚的足底部分的肌肉得到最大的利用。当足部处于最佳结构整体状态时，就能够偏心地使用足底肌肉。肌肉生理学领域的技术人员早已认识到，在肌肉能够以偏心方式收缩时，它们能够更好地准备对力作出反应，而且，肌肉具有固有的弹簧特性，在肌肉偏心收缩的过程中也能够更好地利用这种特性。
已经提出了一些设计，用于通过在鞋具中结合进机械装置从而储存冲击能量。例如，McMahon等人的美国专利4,342,158、Burke等人的美国专利5,212,878、Schindler的美国专利5,343,637、Whatley的美国专利5,060,401、Schmid的美国专利4,585,338、Barry等人的美国专利5,052,130、Crowley的美国专利4,881,329、以及Kilgore等人的美国专利5,343,639。遗憾的是，所有的这些专利都具有前足挠性和楦头限制，这些都限制了足部进行自身预稳定以及利用其自己的肌肉特性来存储并释放能量的本能。
总之，本发明的一个目的是在一种鞋具中提供新式设计和机械结构，通过生物反馈、减小冲击过程中足部上的应力、以及提高足部在踩踏地面之前的预稳定能力，起到增强足部的作用。
参考附图，现将仅以示例方式说明本发明的优选实施例，在图中图1为本发明的一个实施例的背部透视图，示出中底/外底部分以及位于中底/外底结构之上的鞋的外形轮廓，以及弯折槽或弯折沟的预设位置；图2为一只脚的顶视图，其处于中底/外底部分之上，其位置使得足部的目标区域与基本呈拱形的刺激体对齐，还指出了足部的弯折区域以及相应的中底/外底结构上的弯折区域；图3为中底/外底单元的正视、矢状面剖视图，具体为沿图2的A-A′和B-B′截开的剖视图；图4为能够插进图3中画出的插孔中的可拆卸弹性部件的透视图；图5为本发明的另一方面的后视图，示出正常地位于中底/外底结构上的足部，并示出弧形的中底/外底结构以及位于脚的跟骨下方位置的缓冲部分；图6为根据本发明的正常地处于中底/外底结构之上的足部的后视图，示出传统的中底/外底结构，指出围绕脚的长转动轴的杠杆臂，将理想的光脚环境下的杠杆臂与穿着传统鞋具时的情况作对比；图7为处于理想位置的位于中底/外底部分之上的足部骨骼的医学矢状面视图，示出本发明的优选实施例，其具有弧形中底/外底结构，前足弯折槽或弯折沟，脚跟骨位置下方的缓冲区域，以及定位在其中的基本呈拱形的刺激体，该刺激体能够与脚的足底部分对齐到目标区域；图8为与图7相对应的视图，但其示出了一个变化的拱形刺激体的实施例，并示出了脚跟骨位置下方位置的缓冲区域以及示出了跖骨区域下方的缓冲区域且缓冲区域位于相邻于磨损层的位置；图9为承重和非承重状态下通过跖骨弯折线的截面的鞋的鞋面和中底/外底结构的正视图，示出在非压缩状态下的以及承受使用者体重而造成的压缩状态下的弧形中底/外底；图10为本发明的另一实施例的侧视矢状视图，示出分别处于松弛状态和脚趾抬起的背曲状态下的带有特别的楦头的鞋，并示出由弹性纤维制成的抗应变装置；图11为侧视矢状面视图，示出分别处于松弛状态和脚趾抬起的背曲状态下的带有特别的楦头的鞋，并示出由盘簧制成的抗应变装置；和图12为侧视矢状面视图，示出分别处于松弛状态和脚趾抬起的背曲状态下的带有特别的楦头的鞋，并示出与中底/外底整体结合的抗应变装置。
具体实施例方式
参考图1，公开了一种带有特别的楦头24以及中底/外底2的鞋具1，该中底/外底2具有特别的磨损层10，该磨损层10为该种鞋具1在步态周期中与地面或支撑面相接触的第一部分。这种鞋具1还具有带有基本呈拱形的刺激体3的中底/外底2，该刺激体3具有特殊的顶部4。中底/外底2具有在其中横穿延伸的弯折槽或沟15，强化脚的自然背曲。弯折槽或沟15的设计，使得中底/外底2能够通过跖骨区域14，具体地说是通过图2中示出的弯折线16，基本不受限制地背曲。
可根据任何标准的制造方法来制造这种鞋具1，包括滑动(slip)、结合(combination)、旋转和板制鞋帮(strobleboard lasting)。这种鞋具1具有鞋面50，其能够由各种在鞋具设计制造中常用的材料制成，条件是制成所述楦头24的材料显示出适于允许大脚趾最大背曲的特性。还可以采用任何鞋具工业常用的制造方法制造中底/外底2，包括挤压成形、注塑、浇铸，并且可由各种化合物形成中底/外底2，从而显示出需要的中底/外底特性，包括基于PVC、EVA和聚亚安酯的泡沫材料。
图2示出人脚的顶视图，图中人脚理想地处于中底/外底单元2的上方或脚背方，其中，足部的理想目标区域5与基本呈拱形的刺激体3的顶部4对齐。目标区域5可定义为侧楔骨28、骰骨29和舟状骨30的交点附近的足部区域。
优选地，拱形刺激体3的回弹、挠曲和压缩特性使得当拱形刺激体3受到与日常承重活动相应的压缩力时，拱形刺激体3的顶部4的最大高度将是脚的总高度的1％到3％。由拱形刺激体3产生的柔和压力通过其与脚的支撑肌肉的高尔基腱器官之间的相互作用造成肌肉收缩。各个肌肉收缩起到渐增阻力训练的作用，从而逐渐增强足部肌肉。
图2还示出(图1中)弯折槽或沟15的理想位置。在图2中，附图标号14指出“跖骨区域”，其包括前足的自然弯折位置，即脚的跖骨-趾骨关节。优选地，弯折槽或沟15穿过跖骨区域14延伸并平行于理想弯折线16。为了适应脚趾的各种长度比例，优选实施例在通过跖骨区域14的矢状面上具有改善的适应性区域。这可通过将弯折槽或沟15结合到中底设计中来达成，该中底平行于由各跖骨-趾骨关节连接产生的弯折线16。优选地，弯折槽或沟15位于由不小于总足长的70％的中部后边界17以及由不大于总足长的80％的中部前边界18在脚中部上确定的区域中，并且也位于由不小于总足长的60％的侧部后边界19以及由不大于总足长的80％的侧部前边界20在脚侧部上确定的区域中。通过结合上述弯折槽或沟15，鞋的中底/外底2能够与脚一致地背曲，从而得到更接近理想步态生物受力的状态，特别是在通过摆动阶段后，当脚处于空中准备踏击地面并进入下一个阶段即接触阶段的时候。
图2还示出参考线A-A′和B-B′，它们与拱形刺激体3的顶部4相交，并限定图3的剖视图。参考图3，详细其示出拱形刺激体3的截面，包括前后截面A-A′以及通过其顶部4的中后截面B-B′，还示出拱形刺激体3及其顶部4的截面特征以及能够接纳图4所示的可拆卸弹性部件7的插孔6的特征。
弹性部件7构成拱形刺激体3的大部分体积，从而限定拱形刺激体3的压缩、回弹和挠曲特性。如在Burke等人的美国专利5,404,659号中公开的，应该在足底部分的目标区域5中引入压力以模拟肌肉收缩，并籍此来加强足部的原有肌肉。但是，为了能最佳地达成此恢复过程，必须设计出容纳空间，从而能够有效地拆下并插入弹性部件7。专利5,404,659的设计的缺点在前文已经讨论过了，并且通过图3所示的设计克服了该缺点，即，在设计中结合插孔6，其具有竖直侧壁8，用于将弹性部件7固定就位并易于拆卸。
如图4所示，弹性部件7具有竖直侧壁9用于与插孔6的竖直侧壁8对齐。为了提供所需的回弹、压缩和挠曲特性，弹性部件7可由本领域技术人员已知的各种材料制成，本领域指泡沫材料制造及应用以及将其结合到各种鞋具等等之中。这可包括带有EVA、PVC或聚亚安酯成分的泡沫材料，以及各种介质，通过该介质，能够通过结合胶弹性聚合物而得到所需特性。这些仅是优选材料的一些例子，且弹性部件7的成分不受到这些材料的限制。弹性部件7可采用本领域技术人员已知的各种手段制成，例如注塑、浇铸、冲压和模具切割，但并不限于这些方法。
根据本发明的另一方面，如图5所示，示出一优选实施例，其中，一种鞋具1具有含有磨损层10的中底/外底2。磨损层10可由鞋具工业已知的各种聚合物制成，并且表现出形状保持性和耐用性所需的耐磨和抗切割的特性，它们包括主要由橡胶和聚亚安酯制成的化合物，但并不限于这些化合物。中底/外底2还可由鞋具工业常用的方法和材料制成，但并不限于那些材料和/或方法。
本发明的中底/外底2的特征还在于，新式的弧形11，在顶视图中看时，其几何中心能够与生物受力稳定的足部的长转动轴12附近的区域对齐；并且在从矢状面角度看时，其几何中心能够与跟骨13的矢状面质心的区域对齐，如图7所示。以此方式，促使脚以这样的方式接触地面或支撑面并进入平放位置该方式减小了在传统中底/外底设计中伴生的不必要的扭矩和加速度。可通过将中底/外底的弯曲的脚跟区域的曲线中心与跟骨的转动中心径向对齐来达到此目的。
图6示出脚与传统设计的中底/外底部分之间的相互关系。不穿鞋的脚通常在赤脚接触点31与地面或支撑面相接触，产生出相当于从长轴转动中心12到赤脚接触点31之间距离的杠杆臂。使用带有中底/外底部分的鞋具，导致接触点发生变化，穿鞋接触点32相对于赤脚接触点31向外侧和向下方偏移。这导致从脚的长轴转动中心12到穿鞋接触点32之间的杠杆臂增长。步态生物力学领域的技术人员应该理解，随着从转动点到接触点的杠杆臂的增长，力、扭矩和加速度就会增加。
图7示出从矢状面角度看时的中底/外底2的弧形轮廓11。
根据本发明的另一个实施例，图5和图7示出缓冲区域27，其与穿鞋者的脚跟底面对齐；并且与构成缓冲部分周边区域的周围的中底/外底相比，能够更容易地压缩。缓冲区域27可由鞋具工业常用的各种方法和各种材料制成，但不限于这些材料和/或方法。强化缓冲区域27的压缩性还可通过有意地挖出一个没有任何材料的空洞来达成，在此情况下，中底/外底2的弹性和耐用度都只和空洞周围材料的工程设计有关。缓冲区域27的目的是改善足部的定位，并保证在步态的过程中，足部能够缓慢地落到生物力学上可能达到的最有效的位置上。
图7还示出当从矢状面看时穿鞋者的脚与中底/外底2之间的关系，以及弯折槽或沟15与第一跖骨26的头部之间的位置关系。
图8提供了带有磨损层10的另一实施例的中底/外底2的矢状面视图，其中，磨损层具有明显的后跟部分且带有与非承重跟骨形状25呈镜像的后足弧形区域11以及前足弧形区域35。在后足弧形区域11中的中底/外底2还可包括相对于中、侧、后、前平面而与穿鞋者的脚跟的足底面对齐的足底缓冲区域34。制造足底缓冲区域的材料及其设计，使得其与构成足底部分34周边的周围的中底/外底2相比，能够更容易地压缩。足底后足缓冲区域34的目的是改善足部的定位，并保证在步态的过程中，足部能够缓慢地落到生物力学上可能达到的最有效的位置上。
前足弧形区域35可具有前足缓冲区域36，与前足部分周围的其余中底/外底2部分相比，能够更容易地将其压缩。当将长轴转动中心用作曲线的几何转动中心时，前足弧形区域35的曲线性质与前足的弧形性质非常相似。前足缓冲区域36在承重状态下应以某种方式挠曲，从而保证足部在中底/外底2附近自然地在中央定位。以此方式，将与初始接触相关的能量减到最小并且促使前足在中底/外底2的背面上保持在生物力学上的理想位置。
图8还示出另一实施例，其中，中底/外底2具有带有特别的顶部4的基本呈拱形的刺激体3，该顶部能够与所需的足部目标区域5对齐。拱形刺激体3可具有外壳37以及中柱40。中柱40可由能够提供基本呈拱形的刺激体发挥上述功能所需的压缩、挠曲和回弹特性的材料构成。可选择地，可将拱形刺激体3构造为，中柱40具有活塞38和气缸39，其中，通过选择合适的填充材料来调节活塞38在气缸39中的运动，从而使活塞38在气缸39中的运动产生需要的挠曲、压缩和回弹特性。在此结构设计中，基本呈拱形的刺激体3具有位于其外壳37下方的区域或空心41。这些空心41可以是空的，或者可以在其中填充泡沫材料、液体、气胆或气体等，从而以此方式为基本呈拱形的刺激体3提供结构上的整体性，以便保证能够保持所需的挠曲、压缩和回弹特性。
为了使基本呈拱形的刺激体3产生的阻力逐渐增大，可以以某种方式改变外壳37、中柱40、活塞38、以及气缸39中任何部件的构造、设计和材料选择，从而产生多样性，并控制基本呈拱形的刺激体3的压缩、挠曲和回弹特性。通过对填充空心41所选用的材料加以选择，可以得到基本呈拱形的刺激体3的压缩、挠曲和回弹特性的进一步的多样性以及对其的进一步控制。
图9在正视图中示出分别处于承重和非承重状态下的一种带有中底/外底2的鞋具1。中底/外底2具有磨损层10以及前足弧形区域35，该区域可具有前足缓冲区域36，该缓冲区域36与其周围的形成前足区域的中底/外底的区域相比更易于压缩。在非承重条件下，当将长轴转动中心用作曲线的几何转动中心时，前足弧形区域35的曲线性质与前足的弧形性质非常相似。前足缓冲区域36在承重状态下应以图示方式挠曲，从而保证足部在中底/外底2附近自然地在中央定位。以此方式，将与初始接触相关的能量减到最小并且促使前足在中底/外底2的背面上保持在生物力学上的理想位置。
图10和11示出本发明的另外一个实施例，根据该实施例，提供一种带有抗应变装置21的鞋具，该抗应变装置的设计和位置使得其静态张力只能在上述这种鞋具1的鞋面处于最大背曲位置时才能得到，该最大背曲位置定义为穿鞋者的脚趾被最大程度抬起的位置。通过促进这种背曲，本发明的一个目的是产生足部的绞盘效应，进而得到与绞盘效应相伴随的足部稳定性。如前所述，利用绞盘效应的能力使得脚能够在初始接触之前进行预稳定，并在步态的中距离阶段中保持足部的结构整体性。设计抗应变装置21并将其定位，从而在步态的摆动阶段向上拉动或推动脚趾，并在步态周期中的相同阶段中与脚趾需要背曲的倾向相协调地起作用。
抗应变装置21的形式可以是弹性纤维22或盘簧23等构成的条带，其在脚趾试图向足底弯曲时会产生应力的方向上产生应力。抗应变装置21应位于第一跖骨26的第一跖骨矢状面转动轴33的上方。在这种定位的情况下，会产生一个力臂，能够通过牵拉动作而得到所需的背曲。抗应变装置21可由各种材料并以各种结构制成。
在图12中，示出本发明的另一实施例，其中，抗应变装置21整体结合进这种鞋具1的中底/外底2中。如图所示，抗应变装置21的形式可以是位于鞋的中底/外底2中的悬臂弹簧，其中，松弛状态的悬臂35的位置与脚趾的背曲状态相一致。但是，在步态周期的站立阶段中，悬臂弹簧应呈张紧状态的悬臂形状34，而且，由于其有呈现其松弛状态的倾向，所以它会产生推力作用，强化脚趾的背曲。如对于此类悬臂结构领域中的技术人员所显而易见的，在此结构中，抗应变装置21可由各种材料制成，如各种聚合物和层压片，且其可由各种结构制成。
为了在步态周期的摆动阶段中使要背曲的脚趾的能力达到最大，需要让弯折槽或弯折沟15与抗应变装置21配合作用，并且需要这种鞋具1的楦头24设计为能够使脚趾达到最大背曲而不对背曲动作产生任何阻力。
上述说明的意义在于示意而非限制，无疑，在不背离由所附权利要求确定的本发明的主旨和范围的前提下，相关领域的技术人员会发现其他的各种实施例。
权利要求
1.一种鞋具，包括用于覆盖穿鞋者的脚的顶部的鞋面；固定到所述鞋面的中底/外底，用于覆盖穿鞋者的脚底部分，并具有接触所述脚底部分的内表面以及用于与下垫面相对接的外表面；所述中底/外底具有与穿鞋者的脚跟相对应的脚跟区域，并且具有与所述脚跟区域中的所述外表面相对应的凸曲面部分。
2.如权利要求1所述的鞋具，其特征在于所述凸曲面部分的横向曲率半径与所述穿鞋者的脚的长转动轴大致重合，其能够与所述鞋具的脚跟对应区域的半径中心对齐。
3.如权利要求2所述的鞋具，其特征在于所述凸曲面部分的纵向曲率半径与所述穿鞋者的脚的跟骨的矢状面质心大致重合。
4.一种鞋具，包括用于覆盖穿鞋者的脚顶部的鞋面；固定到所述鞋面的中底/外底，用于覆盖穿鞋者的脚底并具有与所述脚底相邻的内表面以及与下垫面相对接的外表面；所述中底/外底具有对应于人脚的跖骨区域的强化挠性的区域，该区域由不小于足长的70％的中部后边界、不大于足长的80％的中部前边界、以及不大于足长的70％的侧部前边界限定。
5.如权利要求4所述的鞋具，其特征在于所述区域的强化挠性由形成在所述区域内的所述中底/外底中的横向延伸的槽提供。
6.如权利要求5所述的鞋具，其特征在于所述鞋面和所述中底/外底至少其中之一具有偏移装置，起到朝着对应于背曲状态的位置推动所述挠性区域的作用。
7.如权利要求4、5或6所述的鞋具，其特征在于所述中底/外底具有对应于穿鞋者的脚跟的脚跟区域和对应于所述脚跟区域的所述外表面的凸曲面部分。
8.如权利要求7所述的鞋具，其特征在于所述凸曲面部分的横向曲率半径与所述穿鞋者的脚的长转动轴大致重合。
9.如权利要求8所述的鞋具，其特征在于所述凸曲面部分的纵向曲率半径与所述穿鞋者的脚的跟骨的矢状面质心大致重合。
10.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的鞋具，其特征在于所述中底/外底结构还具有基本呈拱形的刺激体，用于与人脚的脚底面相接触；所述刺激体具有用于与所述脚内的目标区域对齐的顶部，所述目标区域由脚的侧楔骨、骰骨以及舟状骨的联接点所确定，从而允许脚围绕目标区域做自由的三切面转动；对应于所述脚在所述刺激体上的向下的压力，所述刺激体的压缩和回弹特性使得所述刺激体能够施加向上的压力，从而刺激所述脚的高尔基腱器官，并且，所述刺激体顶部的最大高度为所述脚的长度的1％到5％。
11.如权利要求9所述的鞋具，其特征在于所述中底/外底结构还具有基本呈拱形的刺激体，用于与人脚的脚底部分相接触；所述刺激体具有用于与所述脚内的目标区域对齐的顶部，所述目标区域由脚的后楔骨、骰骨以及舟状骨的联接点所确定，从而允许脚围绕目标区域做自由的三切面转动；对应于所述脚在所述刺激体上的向下的压力，所述刺激体展现出压缩和回弹特性，使得所述刺激体能够施加向上的压力，从而刺激所述脚的高尔基腱器官；并且，所述刺激体顶部的最大高度为所述脚的长度的1％到5％。
12.如权利要求11所述的鞋具，其特征在于所述刺激体具有插孔，用于以可拆卸方式容纳弹性部件，以便使所述刺激体施加所述向上的压力。
13.如权利要求12所述的鞋具，其特征在于所述插孔具有垂直于所述中底/外底的所述外表面的侧壁，用于与所述弹性部件的竖直侧面相接触，从而对抗水平方向上的力。
14.如权利要求10所述的鞋具，其特征在于所述刺激体具有插孔，用于以可拆卸方式容纳弹性部件，以便使所述刺激体施加所述向上的压力。
15.如权利要求14所述的鞋具，其特征在于所述插孔具有垂直于所述中底/外底的所述外表面的侧壁，用于与所述弹性部件的竖直侧面相接触，从而对抗水平方向上的力。
16.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的鞋具，其特征在于所述脚跟区域包括对应于所述穿鞋者的跟骨的缓冲区域，与所述脚跟区域周围的所述中底/外底结构的其余部分相比，所述缓冲区域更易于压缩。
17.如权利要求11所述的鞋具，其特征在于所述脚跟区域包括对应于所述穿鞋者的跟骨的缓冲区域，与所述脚跟区域周围的所述中底/外底结构的其余部分相比，所述缓冲区域更易于压缩。
18.如权利要求15所述的鞋具，其特征在于所述脚跟区域包括对应于所述穿鞋者的跟骨的缓冲区域，与所述脚跟区域周围的所述中底/外底结构的其余部分相比，所述缓冲区域更易于压缩。
19.如权利要求18所述的鞋具，其特征在于所述外表面具有脚跟部分，该脚跟部分从所述内表面延伸离开，并具有凸曲面部分，该凸曲面部分的曲率半径与穿鞋者的脚的跟骨的转动轴相重合。
20.如权利要求19所述的鞋具，其特征在于所述外表面具有脚跟部分，该脚跟部分从所述内表面延伸离开，并具有凸曲面部分，该凸曲面部分的曲率半径与穿鞋者的脚的长轴转动中心相重合。
21.如权利要求20所述的鞋具，其特征在于所述缓冲区域位于所述内表面和所述外表面之间，且所述脚跟区域的所述凸曲面部分在支撑穿鞋者的重量时变平。
22.如权利要求21所述的鞋具，其特征在于对应于所述前足区域的所述凸曲面部分的前足缓冲区域；所述前足缓冲区域比周围的中底/外底更易于压缩；且所述前足区域的所述凸曲面部分在支撑穿鞋者的重量时变平。
全文摘要
一种新型鞋具，通过生物反馈起到增强足部的作用；通过中底/外底的设计特性降低足部的应力；并且利用足部的“绞盘效应”，在其接触地面之前增强其自身的预稳定能力。
文档编号A43B23/22GK1541072SQ02815837
公开日2004年10月27日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年8月15日
发明者罗伯特·G·布尔克, 罗伊·J·W·加德纳, J W 加德纳, 罗伯特 G 布尔克 申请人:贝尔富特科技公司