籃球鞋鞋底結構與減震性能關系的研究.pdf

1、籃球是一項對鞋的要求較為苛刻的運動,合適的籃球鞋是籃球運動愛好者的必要裝備。運動生物力學研究及大量的運動實驗結果表明:減震是籃球鞋最主要的功能之一。通過避震性較佳的籃球鞋來降低沖擊力成為選購籃球鞋的重要考量?；@球鞋的減震系統(tǒng)是利用鞋底底材的減震特性,通過對籃球鞋鞋底結構進行特殊設計,從而使人體的體重合理分布到足底,同時也避免了過大的地面沖擊力通過下肢傳遞到中樞神經(jīng),進而對大腦產生震蕩,減少了傷害。鑒于此,本論文從籃球鞋鞋底結構與減震性能

2、關系的角度入手,探討兩者之間的關系,以期為減震籃球鞋的功能設計和改良提供科學依據(jù)。
　　 首先本課題運用Footscan平板式足底壓力分析測試儀,以裸足測得的實驗數(shù)據(jù)為基準,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;然后運用Footscan insole鞋墊式足底壓力分布測量系統(tǒng),以裸足和穿普通籃球鞋測得的實驗數(shù)據(jù)為基準,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;綜合以上兩種測試方法,抽取共同的測試指標(即峰值壓強),通過對急停和高拋投時“鞋-地”界面與“足-鞋”界面動力學參數(shù)差值進行比較分析,得出三種減震籃球鞋在前掌、后跟區(qū)的減震性能差異;其次運用沖擊試驗機,通過計算撞擊力峰值以及G值(G=A/g即沖擊產生的最大加速度/重量加速度),來評價三款鞋底的減震性能;再次通過試穿及問卷的形式,根據(jù)受試者主觀等級評價,得出普通籃

4、球鞋和三款不同鞋底結構減震籃球鞋的減震舒適度排序:最后綜合客觀測試和主觀測試結果,對不同鞋底結構籃球鞋的減震功效進行綜合評價,并根據(jù)分析結果對減震鞋底的設計提出新的設想。
　　 研究結果表明:
　　 (1)通過平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)試驗,即足(鞋)-地界面間的力值參數(shù)特征,選取籃球運動中典型且對減震性有特殊要求的動作,即急停和高拋投,將足底分為三個區(qū)域,即后跟、前掌、中足,結合相關性分析和百分比分析得出減震性能排序如

5、下:針對前掌部位: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;針對后跟部位:鞋l＞鞋2＞鞋3,表明鞋1后跟部位的芯技術起到了一定的減震功效;針對中足部位,均顯示裸足的減震性要優(yōu)于3種籃球鞋,進而表明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,其結果顯示:針對前掌部位,相對裸足,沖量百分比下降高達15.24%,后跟,沖量百分比下降可達32.76%;以峰值壓強百分比

6、為指標,其結果顯示:前掌,峰值壓強百分比下降高達11.94%,后跟,峰值壓強百分比下降可達4.08%。
　　 (3)通過壓力鞋墊試驗,即足-鞋界面間的力值參數(shù)特征,再結合平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)試驗結果,將足底分為兩個區(qū)域,即后跟和前掌,結合相關性分析和差異性分析得出:三種不同鞋底結構籃球鞋減震效果存在顯著差異,針對前掌部位的減震效果順序為:鞋2＞鞋1＞鞋3;針對后跟部位的減震效果順序為:鞋1＞鞋2＞鞋3,與平板式足底壓力步態(tài)

7、分析系統(tǒng)試驗得出的結論相一致。
　　 (4)通過平板式足底壓力步態(tài)分析系統(tǒng)和壓力鞋墊的橫向對比試驗,得出:以峰值壓強差值作為衡量鞋類減震性能的指標,在急停和高拋投動作下,后跟區(qū)的“鞋-地”界面與“足-鞋”界面的平均峰值壓強差值,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力學指標之間存在顯著性差異。
　　 (5)通過

8、沖擊減震試驗,排除人為因素的影響,得出:以最大撞擊力峰值及G值作為衡量鞋類減震性能的指標,針對后跟部位,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試儀器精度及鞋底材料屬性的要求,最終沒能完成測試。
　　 (6)通過主客觀綜合評價法,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,減震鞋底在設計時前掌部位可借鑒氣墊結構,后跟部位可借鑒芯技術,在材料選取方面可采用緩沖震動的基料