用于在人体步态期间提供能量回馈的足弓弹簧鞋类系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于在人体步态期间提供能量回馈的足弓弹簧鞋类系统，其利用构件构造或子组件，以便在人体步态期间促进能量回馈特征。鞋类系统构造利用由下述结构材料形成或制造的结构化足弓部和悬臂梁：该结构材料允许储存和释放在步态运动期间产生的动能。在步态期间通过向前推进构件而增强了能量转移，同时通过包括本系统的各种半刚性构件的弹性变形来提供缓冲。

Arch spring shoe system providing energy feedback during human gait

The utility model provides a foot arch spring shoe system for providing energy feedback during human gait, which utilizes components, structures, or subassemblies to facilitate energy feedback during gait. The footwear system constructs a structured arch and a cantilever beam formed or manufactured from the following structural material: the structural material allows storage and release of kinetic energy generated during gait. During gait, energy transfer is enhanced by advancing the member forward, and cushioning is provided by elastic deformation of a variety of semi-rigid components including the system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在人体步态期间提供能量回馈的足弓弹簧鞋类系统相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月12日提交的美国临时专利申请No.61/952,059以及2015年1月7日提交的美国临时专利申请No.62/100,813的优先权和利益；这些申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
本文中的实施例总体涉及鞋类。更具体地说，本技术的实施例涉及一种足弓弹簧悬架系统(archspringsuspensionsystem)，其作为构成鞋的制品的一部分的鞋类系统、或鞋结构的外部、或两者的组合，以便提高人体的运动性能。
技术介绍
从人类光脚走路时起，人体步态就在发展。在脚上使用防护材料为脚及其上方的身体提供了保护和缓冲。防护材料通常被称为鞋。已对鞋的设计做出了许多改进，抑制了在脚跟着地以及步态的其他阶段里地面对脚和身体的冲击。例如在不同的运动或行业中，特定的作业具有特定的设计特征，以便在该特定作业期间对脚进行辅助。已通过更轻的材料或构造解决了鞋类设计中的辅助运动的任务，从而辅助牵引并减轻了鞋的整体重量。另外，也已尝试有关步态期间的能量回馈的设计特征。已结合了用于从脚跟着地提取动能并在脚趾离地期间回馈能量的设计。然而，在实践中，在控制能量释放、需要复杂机构或包含对于鞋的制造或生产来说不切实际的部分方面存在问题。这些鞋存在因过早的能量释放或自身无法辅助步态的向前运动而功能失调的问题。相反，所尝试的补救和设计已提供了竖直运动，这在推进期间是不期望的。因此，具有改进的能量回馈以辅助步态的向前运动的鞋类系统将是有益的。
技术实现思路
本技术提供一种为了在缓冲地面反作用力冲击的同时辅助人体步态的推进的目的而捕捉和回馈能量的简单的机构。本技术在人体运动期间对动能进行重新定向，以便在对脚和上方身体进行地面接触的缓冲的同时辅助用户的向前运动。本技术可被应用和包括在大量的鞋制品中，包括跑鞋、步行鞋、登山鞋、靴子和任何其他形式的鞋。本创新性系统的机构和构造利用弹性变形作为在提供缓冲的同时储存和回馈动能的装置。系统的几何形状在脚跟着地期间经由足弓弹簧系统捕捉动能，同时身体的质量被转移至脚并且由地面所支撑。在中位站立(mid-stance)期间，身体质量的向前动量将把动能储存为足弓弹簧内的弹性能。在步态期间，随着身体的质量在脚趾离地期间释放，弹性能将因足弓弹簧随脚踝内的解剖学运动进行旋转而沿着向前的矢量被释放。具有关键的解剖学特征的足弓弹簧系统的联接布置提供了在步态期间缓冲地面冲击且同时提供能量回馈以辅助向前运动的受控系统，并且在站立期间为脚提供了有益的缓冲。附图说明图1绘出了脚踝的解剖学矢状视图，以及根据本技术的实施例的抵靠脚的下部布置的鞋类系统构件。图2a至图2c是根据本技术的实施例的示出了人体步态的各阶段的拟人段模型。图3a至图3b绘出了根据本技术的实施例的移除了鞋主体或鞋底材料的鞋类系统的透视图。图4a绘出了根据本技术的实施例的鞋类系统的透视图，该鞋类系统具有一体化的脚跟和脚趾鞍状结构的复合的大致S形构件。图4b绘出了根据本技术的实施例的利用脚跟构件作为鞋类系统的楔型鞋，其中鞋类系统以衬垫代替脚趾鞍状构件，且图中未示出鞋主体或鞋底构件。图5a至图5b绘出了根据本技术的实施例的鞋类系统的另一种构造，其中鞋类系统具有低轮廓脚趾构件，且图中未示出鞋主体或鞋底构件。图6a至图6b绘出了根据本技术的实施例的鞋类系统的外接构造。图7a至图7c绘出了根据本技术的实施例的应用了鞋类系统的高跟鞋。并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了本技术的各个实施例，并且附图还连同说明书一起解释了本技术的原理，以使相关领域的技术人员能够制造和使用本文所公开的实施例。在附图中，相似的附图标记表示相同或功能上类似的元件。附图并未按比例绘制，而是可能被夸大以示出本技术的各个方面，并且附图不应被解释为限制设计特征。具体实施方式大体参考图1，其中示出了脚的各个解剖学结构以及根据本技术的实施例的鞋类系统10的结构方面。脚100中的解剖特征学特征已通过步态期间脚踝内的结构运动而提供了人体运动期间的一些能量回馈。脚踝包括由骨102和韧带结构103的构造形成的自然足弓部101以提供机动性和稳定性。足弓部101利用骨关节104(例如，距下关节104a、横跗骨关节104b以及跖跗关节104c)之间的机动性(移动性)而用作缓冲器以及适应地貌的变化。足弓部的骨的弯曲受用作弹簧以保持足弓部101的足底跟骨(跟舟部)103a、足底跟骨103b以及足底筋膜(跖腱膜)103c韧带所影响。在处于稳态时，足弓部101将身体质量(重量)201分布为跨过脚后部105和脚前部106。在步态期间，随着足弓部101将脚后部105抬离地面107，身体质量201的分布从脚后部105朝向脚前部106转移。跎趾关节108(通常被称为“跖球”109)将脚趾110附接在足弓部101的前面，跎趾关节108在脚100从地面107离开期间用作稳定器。大体参考图1至图2，鞋类系统构件将与脚100内的解剖学特征相互作用，以便在步态期间提供力的稳定传递以及脚100内的关节运动。鞋类系统10变为自然解剖学特征100的延续部分，而不会阻碍自然解剖学特征的功能。总体上，鞋类系统10为脚中的凸起的解剖学足弓部101的反像，鞋类系统10提供了从脚后部105上的踝部111跨到脚前部106中的脚跖球109的凹状结构。双足弓支撑件(121、101)模仿并增强了跨过脚的自然足弓部101的冲击吸收特征。鞍状脚趾足弓构件(saddletoearchcomponent)122鞍状地横跨跖球109，鞍状脚趾足弓构件122在脚100离开地面107期间提供相对于脚跟构件121的稳定附接部112以及鞋类系统中的关节活动。鞋类系统的各种实施例在附图(例如，图1，图3a至图3b、图4a至图4b和图5a至图5b)中示出并在此进一步描述。总体上，脚跟足弓121和鞍状脚趾足弓122构件是通过构件弹性刚度以及几何形状和构造为鞋类提供能量回馈特征的主要构件。鞋类构件的弹性刚度和足弓几何形状可以根据鞋制品的类型而改变，以适应鞋的尺寸之间以及不同式样之间的能量回馈特征。另外，次级足弓弹簧123构件，其与本文描述的主要鞋类系统构件的各种组合，或主要鞋类系统构件的子构件(例如，衬垫124和支撑垫125)，可基本上与任何鞋制品一起使用，以提供对能量回馈特征的调节。结果，辅助步态的附加力可以适应于特定的用户以及鞋的目标应用。例如示出为将鞋类系统10保持在鞋主体128上的诸如绑带(strap)127等附接构件不应被过分收紧，从而不会妨碍鞋类系统的功能。收紧构件127应在正常步态期间允许解剖学关节活动的功能范围，允许鞋类系统构件在步态期间，对于给定的鞋制品类型，在增强脚100的解剖学运动的同时提供能量回馈。这类似于桥的桥支撑—允许接头的伸缩，其中至少一端允许某些运动自由度。鞋类系统构件需要某些运动自由度以提供期望的和/或最佳的弹性能量回馈。这在对单个鞋类构件的描述中得以解决。鞋底构件126作为鞋类系统10接触地面107的界面。此外，鞋底构件还可以是用于将鞋类系统10保持在鞋主体128上的附接构件的一部分。在某些实施例中，鞋底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随鞋类制品配备的鞋类系统，用于回馈能量以帮助对人体步态的推进，所述系统包括：脚跟构件，其包括悬臂式延伸件和延伸至所述悬臂式延伸件的弓形结构以便帮助能量回馈；以及脚趾足弓构件，其包括鞍状结构以便分配从所述脚跟构件回馈的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 US 61/952,059;2015.01.07 US 62/100,8131.一种随鞋类制品配备的鞋类系统，用于回馈能量以帮助对人体步态的推进，所述系统包括：脚跟构件，其包括悬臂式延伸件和延伸至所述悬臂式延伸件的弓形结构以便帮助能量回馈；以及脚趾足弓构件，其包括鞍状结构以便分配从所述脚跟构件回馈的能量。2.根据权利要求1所述的系统，其中，至少所述脚跟构件和所述脚趾足弓构件由复合材料构成。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述复合材料允许弯曲变形以便弯曲和储存弹性能量。4.根据权利要求1所述的系统，其中，至少所述脚跟构件和所述脚趾足弓构件由注塑材料构成。5.根据权利要求1所述的系统，其中，至少所述脚跟构件和所述脚趾足弓构件由金属弹簧材料构成。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述鞋类制品是鞋主体。7.根据权利要求6所述的系统，还包括界面附接部分，所述界面附接部分将所述鞋主体与所述脚跟构件及所述脚趾足弓构件固定起来，并允许所述鞋类系统的非限制性弯曲。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述界面附接部分包括选自下述群组的装置，所述群组包括：一个或多个绑带、一个或多个可调节带以及一个或多个夹具。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脚趾足弓构件包括弓形足弓结构。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述弓形足弓结构包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·M·汉森，
申请(专利权)人：托马斯·M·汉森，
类型：新型
国别省市：美国,US