本發(fā)明涉及人體工程學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種改變?nèi)祟愋凶哌\(yùn)動(dòng)軌跡的鞋。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)今人們出行有汽車、高鐵等交通工具，還有環(huán)保、方便的自行車。其實(shí)最環(huán)保、最方便的交通工具，乃是母親賜給我們的一雙腿腳，這雙腳能登山、跑步、涉水及遠(yuǎn)行。然而，隨著人們社會(huì)活動(dòng)范圍擴(kuò)大，時(shí)間觀念的增強(qiáng)，用腳步出行緩慢、行程短和體力消耗大，已不能滿足人們快捷、輕松出行的需求。

2、如何降低行走中的體能消耗，提高行走速度和行程，是人類幾千年來遺留至今尚未解決的人體工程學(xué)一項(xiàng)重大難題。

3、筆者通過近三十年探索人類行走與體能消耗，在研究人類行走分解動(dòng)作中發(fā)現(xiàn)：

4、右腳向前邁一步，腳后跟距地面之上時(shí)，圖1a，人體重心前移至兩腳之間，圖1中f，便失去平衡，使右腳瞬間墜落，造成腳后跟沖擊地面。圖1b，此時(shí)，行人高度(行走人頭頂至地面高度)降至最低點(diǎn)。右腳拖、撐著身體前移和提升(提升自身體重)。同時(shí)，左腳推、撐著身體前移和提升。在左腳離開地面向前邁步經(jīng)過右腳旁時(shí)，右腳獨(dú)立地面。圖1c，行人體重全部前移到獨(dú)立的右腳上。此時(shí)，行人高度升至最高點(diǎn)(約等于行人站立身高)。重復(fù)本段第一句，左腳向前邁一步，圖1?d、圖1e，只是將右調(diào)成左即可。

5、在上述行走分解說明和人類行走運(yùn)動(dòng)波浪形軌跡圖1中可以看出，腿腳真正用于推動(dòng)人行走的力，如上述右腳拖和左腳推，只是行走體能消耗中很小一部分。(例75公斤體重的人，行走6千米/小時(shí)，計(jì)算功率大約0.042千瓦)，而行走大部分體能，都用在以下二處對(duì)行走無益且有侵害的消耗上。具體表現(xiàn)是：

6、其一：行走過程中腳后跟沖擊地面。見圖1a、圖1b。此沖擊力使行人腳后跟要承受自身重量的1.5至2倍，(如走正步，腳底承受力是身重的3倍)，而且每走一步，腳后跟與地面沖擊一次。如此連續(xù)頻繁的沖擊力，不僅消耗行人的體能，也影響行走速度和持續(xù)力，最重要的是還牽涉到醫(yī)學(xué)骨科類疾病對(duì)行走人體自殘與傷害。

7、據(jù)研究人類進(jìn)化資料論述，在人類從四足爬行進(jìn)化到直立行走后，給人類帶來很多優(yōu)點(diǎn)：如解放雙手，便于制造和使用工具；使大腦、眼睛等重要器官處于較高位置，能夠看得更遠(yuǎn)更廣，這種視覺上的優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了人類大腦的進(jìn)化，使人類走向文明。但是，人類直立行走，也帶來諸多負(fù)面問題：如人體的重量全部轉(zhuǎn)向雙腳承受，使人的脊柱、下肢受到更大的擠壓。行走中每邁步一次，超越自身體重的慣性力便沖壓一次，行走不停也就連續(xù)不斷的沖擊擠壓腰椎和下肢關(guān)節(jié)，導(dǎo)致人類帶來脊柱和關(guān)節(jié)損傷問題。如腰椎間盤突出和脊柱側(cè)彎、髖關(guān)節(jié)炎和股骨頭壞死等(動(dòng)物醫(yī)學(xué)研究報(bào)道，四足爬行動(dòng)物都無此類病癥)。這些病情在人們年輕時(shí)隱藏著發(fā)病率較少，隨著年歲增大，脊柱、胯、膝關(guān)節(jié)、半月板等，不堪常年累月因行走擠壓，病癥便逐漸顯現(xiàn)和嚴(yán)重起來，致使腰不能伸直，膝不能彎曲，以致行走困難或癱瘓?jiān)诖驳葻o質(zhì)量生活。

8、其二，行走過程中提升自身體重，如圖1b、c。以分解圖1為參例：人身高1.7米，步幅s為0.64米，實(shí)測(cè)行走身高最高點(diǎn)g與最低點(diǎn)i的高差h為0.064米，體重75公斤，每小時(shí)行走6000米。

9、由以上參數(shù)可知：每走一步，即將75公斤體重提升0.064米。

10、一小時(shí)行走步數(shù)：一小時(shí)行走距離÷步幅(s)，即：6000米/小時(shí)÷0.64米＝9375步/小時(shí)，

11、一小時(shí)提升高度：一步高度(h)×步數(shù)/小時(shí)，即：0.064米×9375步/小時(shí)＝600米/小時(shí)。

12、也就是說行走一小時(shí)，即可將行走的人(體重75公斤)提升到600米高處。這就是在行走中所浪費(fèi)的無用功，也是人類行走體能消耗大的重要原因。

13、提升自身體重(75公斤)至600米高處所需功率：600米/3600秒＝0.17馬力(約0.125千瓦)大約是上述每小時(shí)行走6千米所需功率0.042千瓦的3倍。

14、(注：1馬力等于75公斤·米/秒，即1秒鐘將75公斤重物提升1米高。)

15、對(duì)于連續(xù)提升自身體重，也如″其一″所述，使行走人脊柱、下肢關(guān)節(jié)等承受長(zhǎng)久反復(fù)擠壓造成損傷。

16、以上所述的問題，其主要原因是人行走時(shí)身高會(huì)有高低起伏，即行走軌跡呈波浪狀運(yùn)動(dòng)，如圖1中j波浪虛線所示。如同輪式車輛那樣成水平直線軌跡運(yùn)動(dòng)，上述問題也就不復(fù)存在。那么，如何將行走波浪形軌跡改變成水平直線軌跡？從人體本身技能上提高已無法解決，唯有創(chuàng)新一雙穿在腳上、對(duì)行走波浪形軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)互補(bǔ)，將行走波浪形運(yùn)動(dòng)軌跡改為水平直線或接近水平直線運(yùn)動(dòng)的鞋子，是解決此項(xiàng)問題深研的導(dǎo)向。

17、關(guān)于鞋子研究，近年來的專利較多，但都圍繞在穿著美觀、耐用等方面，也有對(duì)減震、舒適、便于跑步等鞋的專利，如現(xiàn)有專利：zl201920798981.7，健力鞋；zl201911064693.x，助力鞋。這些專利還沒有涉及到應(yīng)用鞋底的彈性墊壓縮形變和彈力增減，來改變幾千年阻礙人類行走中波浪形軌跡的重要問題。

18、因此，如何將人類行走波浪形軌跡改為水平直線軌跡，如圖2中k水平虛線所示，將行走中多余的提升體重大部分消耗，用于提高行走速度和行程，為民眾所用理之當(dāng)然。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服人類行走波浪形軌跡造成的體能消耗和對(duì)行人脊柱、關(guān)節(jié)傷害的缺陷；提供一種應(yīng)用行人邁步時(shí)體重壓縮鞋底彈性墊由高變低的形變差，圖3中l(wèi)，對(duì)腿腳在邁步、落地和單腳獨(dú)立過程中身高由低轉(zhuǎn)高的實(shí)時(shí)互補(bǔ)，如圖2，將行走波浪形軌跡改為水平直線軌跡k，并利用彈性墊壓縮儲(chǔ)能的反彈力來助推腳底離地再次邁步，達(dá)到提高行走速度和行程的目的。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的鞋包括鞋面1下連接上底、彈性墊和下底，其特征是：在上底2下連接彈性墊3，彈性墊下連接前為仰弧形8、后上翹11的下底4，下底觸地面設(shè)防滑齒7，彈性墊3壓縮形變l設(shè)為1～18厘米，彈性墊的彈力設(shè)12～200公斤。

4、本發(fā)明的鞋又一方案，包括鞋面1下連接上底、彈性墊、穩(wěn)定底、彈性墊和下底，其特征是：在上底2下連接彈性墊3及其相連的穩(wěn)定底5，穩(wěn)定底下連接彈性墊，彈性墊下連接前為仰弧形8、后上翹11的下底4，下底觸地面設(shè)防滑齒7，彈性墊3壓縮形變l設(shè)為1～18厘米，彈性墊的彈力設(shè)12～200公斤。

5、所述下底4后跟下連接彈性墊3及其相連的后底6，后底觸地面設(shè)防滑齒7；彈性墊3壓縮形變l設(shè)為1～18厘米，彈性墊的彈力設(shè)12～200公斤；所述彈性墊3均為一個(gè)以上彈性發(fā)泡墊，下底4和后底6觸地面均設(shè)一個(gè)以上可鑲嵌彈性發(fā)泡棒10的孔9，孔深到上底2止；所述彈性墊3均為一個(gè)以上氣墊，每個(gè)氣墊設(shè)有充氣嘴12；所述彈性墊3均為一個(gè)以上氣墊，氣墊之間設(shè)有互通的氣道13和充氣嘴12；所述彈性墊3均為一個(gè)以上氣墊，氣墊之間設(shè)有互通的氣道13，氣道連通進(jìn)氣閥14和出氣閥15；所述彈性墊3均為一個(gè)以上氣墊，氣墊之間設(shè)有互通的氣道13和充氣嘴12，左、右鞋的氣道13與軟管16連通。

6、本發(fā)明有益之處是：

7、1，減小或基本消除因邁步腳底沖擊地面，導(dǎo)致擠壓行人腰椎和下肢關(guān)節(jié)，造成腰椎間盤突出、脊柱側(cè)彎和膝關(guān)節(jié)損傷等諸多病痛。

8、2.發(fā)現(xiàn)阻礙人類行走過程中造成體能大量消耗的原因，并因勢(shì)利導(dǎo)地予以解決，提高行走效率，將行走運(yùn)動(dòng)提高到一個(gè)嶄新階段。

9、3.避免行走時(shí)產(chǎn)生多余的體能消耗，節(jié)省體力和時(shí)間、促進(jìn)民眾超遠(yuǎn)步行的樂趣，徹底改變?nèi)祟悗浊陙沓鲂械年惻f模式。