理论教育 跑鞋足底压力分析:探究消极者与积极者的差异

跑鞋足底压力分析:探究消极者与积极者的差异

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:利用三维测力台可以测定出每一双鞋的压力中心轨迹线。如图6-3所示,这是Nigg等人做的一个足底压力分析。通过两幅压力图的对比,我们可以看出,第一个测试者被Nigg等人称为消极运动者,或称为防御者。第二个测试者则被称为积极者,或称为主动者,他的压力重心很明显靠前。通常情况下,足底瞬间压力一般可以达到人体重量的3倍。这一压力高峰也称足部运动启动阶段。在短跑运动时,足底压力会集中于前掌部位,后跟则不受力。

跑鞋足底压力分析:探究消极者与积极者的差异

利用三维测力台可以测定出每一双鞋的压力中心轨迹线。从这些自然压力轨迹线中我们可以明确判断出每一双鞋的压力轨迹分布特点。三维测力台可以从三个方向(即x、y、z)同时分析出压力矢量变化大小。从压力分布轨迹中,我们可以明显看出鞋的前掌、中部、后跟三个部位的力值大小。不同的动作会有不同的冲量差异,这是显而易见的事实。

如图6-3所示,这是Nigg等人做的一个足底压力分析。它是在3.5m/s的速度下跑鞋的典型压力分布。图中共有两个压力高峰,鞋跟部位是第一个高峰,前掌部位是第二个高峰。通过两幅压力图的对比,我们可以看出,第一个测试者被Nigg等人称为消极运动者,或称为防御者。它的压力重心靠后。第二个测试者则被称为积极者,或称为主动者,他的压力重心很明显靠前。

图6-3 足底压力的三维分布图

我们研究足底压力时,一般采用“压力/体重”的比值来作为判断运动性能的数据,因为每个人的体重差异很大,所以不能单纯地依靠压力值来判断压力的合理性。通常情况下,足底瞬间压力一般可以达到人体重量的3倍。我们也可以根据足部运动变化的范围来观察各方向分力的组合次序。如图6-4所示,足底压力可以分为三个部分,第一部分在脚后跟,单足每次落地时大概有一半的力量作用在此。这一压力高峰也称足部运动启动阶段。另外,在足底中部(腰窝部位)和前掌部位也会分别出现一个压力高峰,但是前掌部位明显要大于腰窝部位。在短跑运动时,足底压力会集中于前掌部位,后跟则不受力。这时,前掌部位如果细分还会出现两个压力小高峰。一个集中于第一趾跖部位,另一个出现于第四、第五趾跖部位。当然,第一趾跖部位要远远大于第四、第五趾跖部位。这对于短跑鞋的运动舒适性设计至关重要,可惜的是目前很少有专家关注这一关键因素。(www.daowen.com)

图6-4 足底压力测试图

在单步态运动中,足底压力中心线一般比较明显。足中部靠近前掌部位压力线会自前向后移动,之后再转向脚掌外侧。足后部压力线一般是从前至后再从踵心外侧部位结束。经过多次测试,我们发现:不同测试者的压力中心线的轨迹分布差别很大,即使是穿同一双鞋仍然差别巨大。所以,高端运动鞋必须要根据每个运动员的步态特点量身定制。

根据P.R.卡瓦诺(P.R.Cavanaugh)的研究资料显示:在万米长跑运动中,双脚的压力大小峰值基本相同,但是左右脚有差别。左脚的压力中心起始线比右脚靠后。并且在足后跟开始触地阶段的压力峰值也与右脚明显不同。

他们也同时单独观察了右脚的压力移动轨迹。右脚与左脚轨迹除了差异之外,还在垂直受力方向上显示出了很多不同。在一个微小的时间段内,脚接触地面后50ms之内右脚对地面的压力要比左脚大出700N。并且右脚向前方的动力要比左脚大出350N。这些差异告诉我们,设计鞋品时需要将左右脚分开对待。如果还像我们以前以及现在的传统制造方法来设计跑鞋,科技含量的提高只能是一句空话。

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