籃球鞋鞋底結(jié)構(gòu)與減震性能關(guān)系的研究.pdf

1、籃球是一項(xiàng)對(duì)鞋的要求較為苛刻的運(yùn)動(dòng),合適的籃球鞋是籃球運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的必要裝備。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究及大量的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:減震是籃球鞋最主要的功能之一。通過(guò)避震性較佳的籃球鞋來(lái)降低沖擊力成為選購(gòu)籃球鞋的重要考量?；@球鞋的減震系統(tǒng)是利用鞋底底材的減震特性,通過(guò)對(duì)籃球鞋鞋底結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),從而使人體的體重合理分布到足底,同時(shí)也避免了過(guò)大的地面沖擊力通過(guò)下肢傳遞到中樞神經(jīng),進(jìn)而對(duì)大腦產(chǎn)生震蕩,減少了傷害。鑒于此,本論文從籃球鞋鞋底結(jié)構(gòu)與減震性能

2、關(guān)系的角度入手,探討兩者之間的關(guān)系,以期為減震籃球鞋的功能設(shè)計(jì)和改良提供科學(xué)依據(jù)。
　　 首先本課題運(yùn)用Footscan平板式足底壓力分析測(cè)試儀,以裸足測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),考察了穿著三種減震籃球鞋在前掌、中足及后跟區(qū)域減震性能的差異,根據(jù)相關(guān)性分析和百分比分析得出三種減震籃球鞋的減震優(yōu)劣次序;然后運(yùn)用Footscan insole鞋墊式足底壓力分布測(cè)量系統(tǒng),以裸足和穿普通籃球鞋測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),考察了穿三種減震籃球鞋在前掌

3、、后跟區(qū)域減震性能的差異,根據(jù)相關(guān)性分析和差異性分析得出最終的減震優(yōu)劣次序;綜合以上兩種測(cè)試方法,抽取共同的測(cè)試指標(biāo)(即峰值壓強(qiáng)),通過(guò)對(duì)急停和高拋投時(shí)“鞋-地”界面與“足-鞋”界面動(dòng)力學(xué)參數(shù)差值進(jìn)行比較分析,得出三種減震籃球鞋在前掌、后跟區(qū)的減震性能差異;其次運(yùn)用沖擊試驗(yàn)機(jī),通過(guò)計(jì)算撞擊力峰值以及G值(G=A/g即沖擊產(chǎn)生的最大加速度/重量加速度),來(lái)評(píng)價(jià)三款鞋底的減震性能;再次通過(guò)試穿及問(wèn)卷的形式,根據(jù)受試者主觀等級(jí)評(píng)價(jià),得出普通籃

4、球鞋和三款不同鞋底結(jié)構(gòu)減震籃球鞋的減震舒適度排序:最后綜合客觀測(cè)試和主觀測(cè)試結(jié)果,對(duì)不同鞋底結(jié)構(gòu)籃球鞋的減震功效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)減震鞋底的設(shè)計(jì)提出新的設(shè)想。
　　 研究結(jié)果表明:
　　 (1)通過(guò)平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)試驗(yàn),即足(鞋)-地界面間的力值參數(shù)特征,選取籃球運(yùn)動(dòng)中典型且對(duì)減震性有特殊要求的動(dòng)作,即急停和高拋投,將足底分為三個(gè)區(qū)域,即后跟、前掌、中足,結(jié)合相關(guān)性分析和百分比分析得出減震性能排序如

5、下:針對(duì)前掌部位:鞋2＞鞋1＞鞋3,表明鞋2前掌的氣墊起到了很好的減震功效;針對(duì)后跟部位:鞋l＞鞋2＞鞋3,表明鞋1后跟部位的芯技術(shù)起到了一定的減震功效;針對(duì)中足部位,均顯示裸足的減震性要優(yōu)于3種籃球鞋,進(jìn)而表明3種籃球鞋在中足部位的減震性體現(xiàn)的不明顯。
　　 (2)以沖量百分比作為衡量籃球鞋減震性能的指標(biāo),其結(jié)果顯示:針對(duì)前掌部位,相對(duì)裸足,沖量百分比下降高達(dá)15.24%,后跟,沖量百分比下降可達(dá)32.76%;以峰值壓強(qiáng)百分比

6、為指標(biāo),其結(jié)果顯示:前掌,峰值壓強(qiáng)百分比下降高達(dá)11.94%,后跟,峰值壓強(qiáng)百分比下降可達(dá)4.08%。
　　 (3)通過(guò)壓力鞋墊試驗(yàn),即足-鞋界面間的力值參數(shù)特征,再結(jié)合平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果,將足底分為兩個(gè)區(qū)域,即后跟和前掌,結(jié)合相關(guān)性分析和差異性分析得出:三種不同鞋底結(jié)構(gòu)籃球鞋減震效果存在顯著差異,針對(duì)前掌部位的減震效果順序?yàn)?鞋2＞鞋1＞鞋3;針對(duì)后跟部位的減震效果順序?yàn)?鞋1＞鞋2＞鞋3,與平板式足底壓力步態(tài)

7、分析系統(tǒng)試驗(yàn)得出的結(jié)論相一致。
　　 (4)通過(guò)平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)和壓力鞋墊的橫向?qū)Ρ仍囼?yàn),得出:以峰值壓強(qiáng)差值作為衡量鞋類(lèi)減震性能的指標(biāo),在急停和高拋投動(dòng)作下,后跟區(qū)的“鞋-地”界面與“足-鞋”界面的平均峰值壓強(qiáng)差值,鞋1最大,鞋2其次,鞋3最小,得出后跟區(qū)鞋1減震性最好,鞋2次之,最差的是鞋3;針對(duì)前掌區(qū),得出鞋2減震性最佳,鞋1次之,鞋3最差。三款不同籃球鞋的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)之間存在顯著性差異。
　　 (5)通過(guò)

8、沖擊減震試驗(yàn),排除人為因素的影響,得出:以最大撞擊力峰值及G值作為衡量鞋類(lèi)減震性能的指標(biāo),針對(duì)后跟部位,鞋1具有最佳的減震效果,鞋2其次,鞋3居末。前掌部位則受限于測(cè)試儀器精度及鞋底材料屬性的要求,最終沒(méi)能完成測(cè)試。
　　 (6)通過(guò)主客觀綜合評(píng)價(jià)法,得出:穿鞋2的減震舒適度要優(yōu)于鞋1和鞋3,穿鞋1和鞋3的減震舒適度要優(yōu)于普通籃球鞋,減震鞋底在設(shè)計(jì)時(shí)前掌部位可借鑒氣墊結(jié)構(gòu),后跟部位可借鑒芯技術(shù),在材料選取方面可采用緩沖震動(dòng)的基料