本發(fā)明涉及鞋底減震，特別是涉及一種減震單元、鞋底及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

1、目前市場上常見的鞋底結(jié)構(gòu)往往通過傳統(tǒng)減震材料、減震腔、氣墊或隨機填充的晶格結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計均比較泛化，沒有考慮不同人群足底壓力的分布差異。此外，很多鞋底的設(shè)計僅僅考慮減震，并未顧及吸能抗沖擊性能，導(dǎo)致穿戴者偶然劇烈運動時鞋底無法起到吸能防護的作用，從而造成健康損傷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種減震單元、鞋底及其設(shè)計方法，解決了現(xiàn)有隔振鞋底無法兼顧減震與抗沖擊雙功能的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種減震單元，所述減震單元包括準(zhǔn)零剛度模塊和雙穩(wěn)態(tài)模塊；

3、所述準(zhǔn)零剛度模塊包括上下對稱設(shè)置的兩個橫臂和四個斜臂，兩個橫臂和四個斜臂依次首尾相連形成一個封閉圖形，兩個橫臂之間設(shè)有兩個能量存儲臂，兩個能量存儲臂的兩端分別與兩個橫臂的兩端內(nèi)側(cè)固定連接，兩個能量存儲臂呈x形設(shè)置；

4、所述雙穩(wěn)態(tài)模塊包括對稱設(shè)置在準(zhǔn)零剛度模塊兩側(cè)的凸形模塊和凹形模塊，所述凸形模塊包括第一連接臂和設(shè)置在其底部中間的凸塊，所述第一連接臂一端與同側(cè)的兩個斜臂連接處固定連接；所述凹形模塊包括第二連接臂和設(shè)置在其頂部中間的凹塊，所述第二連接臂一端與下側(cè)的橫臂一端連接；所述凸塊與凹塊在減震單元發(fā)生變形時嵌入配合。

5、優(yōu)選的，所述減震單元由超彈性材料制成。

6、第二方面，本發(fā)明提供一種鞋底，包括內(nèi)底和外底，所述內(nèi)底和外底之間設(shè)有如權(quán)利要求1所述的多個減震單元，所述內(nèi)底和外底設(shè)有封邊結(jié)構(gòu)。

7、第三方面，本發(fā)明提供一種設(shè)計方法，用于設(shè)計所述的鞋底，包括以下步驟：

8、采集試穿者站立狀態(tài)下的足底靜壓，根據(jù)足底靜壓對內(nèi)底進行分割，得到多個分割區(qū)域；

9、根據(jù)不同分割區(qū)域的尺寸范圍對多個分割區(qū)域進行布局設(shè)計，得到對應(yīng)的多個減震單元陣列；

10、根據(jù)不同分割區(qū)域的靜壓和對應(yīng)的減震單元陣列，獲取不同分割區(qū)域中單個減震單元的載荷；

11、根據(jù)不同分割區(qū)域中單個減震單元的載荷對對應(yīng)的減震單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，將優(yōu)化后的多個減震單元設(shè)置在對應(yīng)的分割區(qū)域。

12、優(yōu)選的，所述分割區(qū)域包括腳趾區(qū)域、跖骨區(qū)域、中足區(qū)域和足跟區(qū)域。

13、優(yōu)選的，所述腳趾區(qū)域包括大腳趾區(qū)域和其余腳趾區(qū)域，所述大腳趾區(qū)域選用2×2陣列布局，其余腳趾區(qū)域選用1×3陣列布局，跖骨區(qū)域選用4-5-5陣列布局，中足區(qū)域選用2-1-1陣列布局，足跟區(qū)域選用1-2-3-2-1陣列布局。

14、優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括能量存儲臂的厚度、傾斜角度以及凸塊與凹塊的輪廓半徑。

15、優(yōu)選的，所述鞋底采用增材制造技術(shù)對其一體化成形。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明提供了一種減震單元，包括準(zhǔn)零剛度模塊和雙穩(wěn)態(tài)模塊，準(zhǔn)零剛度模塊包括兩個橫臂和四個斜臂，其內(nèi)部設(shè)有兩個能量存儲臂，呈x形設(shè)置。x形能量存儲臂在外力作用下會發(fā)生變形，形成等效剛度接近于零的特性，從而起到減震作用。雙穩(wěn)態(tài)模塊包括對稱設(shè)置在準(zhǔn)零剛度模塊兩側(cè)的凸形模塊和凹形模塊，凸形模塊上的凸塊和凹形模塊上的凹塊嵌入配合。當(dāng)整個單元受到?jīng)_擊力發(fā)生劇烈變形時，凸形模塊和凹形模塊嵌合卡在一起，從而避免沖擊能量傳遞到人體，起到對人體的保護作用。

18、本發(fā)明還提供一種鞋底設(shè)計方法，根據(jù)足底靜壓對內(nèi)底進行分割，得到多個分割區(qū)域，并根據(jù)不同分割區(qū)域的靜壓和對應(yīng)的減震單元陣列，獲取不同分割區(qū)域中單個減震單元的載荷。本發(fā)明在考慮穿戴者不同足底壓力載荷的情況下，分區(qū)域?qū)π撞煌课坏母粽駟卧M行優(yōu)化設(shè)計，避免穿戴者在靜止站立時產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時可以對運動時產(chǎn)生的震動進行衰減，此外，根據(jù)穿戴者沖擊作用時鞋底遭受沖擊變形的程度，提高舒適性。

技術(shù)特征：

1.一種減震單元，其特征在于，所述減震單元包括準(zhǔn)零剛度模塊和雙穩(wěn)態(tài)模塊；

2.如權(quán)利要求1所述的一種減震單元，其特征在于，所述減震單元由超彈性材料制成。

3.一種鞋底，包括內(nèi)底(8)和外底(9)，其特征在于，所述內(nèi)底(8)和外底(9)之間設(shè)有如權(quán)利要求1所述的多個減震單元，所述內(nèi)底和外底設(shè)有封邊結(jié)構(gòu)(10)。

4.一種設(shè)計方法，其特征在于，用于設(shè)計如權(quán)利要求2所述的鞋底，包括以下步驟：

5.如權(quán)利要求4所述的一種設(shè)計方法，其特征在于，所述分割區(qū)域包括腳趾區(qū)域、跖骨區(qū)域、中足區(qū)域和足跟區(qū)域。

6.如權(quán)利要求5所述的一種設(shè)計方法，其特征在于，所述腳趾區(qū)域包括大腳趾區(qū)域和其余腳趾區(qū)域，所述大腳趾區(qū)域選用2×2陣列布局，其余腳趾區(qū)域選用1×3陣列布局，跖骨區(qū)域選用4-5-5陣列布局，中足區(qū)域選用2-1-1陣列布局，足跟區(qū)域選用1-2-3-2-1陣列布局。

7.如權(quán)利要求4所述的一種設(shè)計方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括能量存儲臂(3)的厚度、傾斜角度以及凸塊(5)與凹塊(7)的輪廓半徑。

8.如權(quán)利要求4所述的一種設(shè)計方法，其特征在于，所述鞋底采用增材制造技術(shù)對其一體化成形。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種減震單元、鞋底及其設(shè)計方法，涉及鞋底減震技術(shù)領(lǐng)域，準(zhǔn)零剛度模塊包括上下對稱設(shè)置的兩個橫臂和四個斜臂，兩個橫臂之間設(shè)有兩個能量存儲臂，兩個能量存儲臂的兩端分別與兩個橫臂的兩端內(nèi)側(cè)固定連接，兩個能量存儲臂呈X形設(shè)置；雙穩(wěn)態(tài)模塊包括對稱設(shè)置在準(zhǔn)零剛度模塊兩側(cè)的凸形模塊和凹形模塊，凸形模塊包括第一連接臂和設(shè)置在其底部中間的凸塊，第一連接臂一端與兩個斜臂連接處固定連接；凹形模塊包括第二連接臂和設(shè)置在其頂部中間的凹塊，凸塊與凹塊嵌入配合。準(zhǔn)零剛度模塊用于衰減輕運動時的足底振動，雙穩(wěn)態(tài)模塊用于存儲沖擊大變形的機械沖擊能量，從而保護穿戴者免受突發(fā)沖擊的損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：符威,吳玲玲,付凱,商榮偉,趙哲
受保護的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6