脚部人体工程学.docx

1、1、脚型特征的分析与研究人体工程学要求从人体结构去研究产品适用性，对于鞋类产品，设计的着手点应该就是脚型结构，要求设计者了解脚的构造与生理特征人脚由26块骨骼组成，包括趾骨、跖骨、附骨三大部分，其中趾骨14块,就是足部运动灵活性最高的部位;跖骨5块，一维持着足部运动的平衡性，趾骨与跖骨共同组成趾跖关节，就是脚部屈挠最频繁的位置;附骨7块，贯穿人体重心线，就是承受人体重力的主要部位。人脚的26块骨骼与附着在其上面的肌肉，共同支撑着人体直立与推动着人体运动。脚部骨骼结构如图1、图2。图1脚骨馅俯视图图2脚«KM视图不受伤害。受力前后脚弓形状的变化见图3、图4。不.OOoee、适图3正常脚

2、弓形状图4受力后脚弓变平用者会感到疲劳，如果长期穿用这样的鞋，会使附着在脚弓上的肌肉与韧带受到伤害，造成扁平足，影响人的健康。从舒适性与安全性的角度考虑，鞋的脚弓位置应该加上缓冲与减震装置，在不影响脚弓正常功能的基础上，有效改善穿用性能。人脚具有独特的功能，在需要时，脚部的骨骼能够体现出刚性特征，人脚部的运动实际上就就是一个刚性与柔性两个不同力学性能之间的状态转换，当需要时，可以改变自身的机械特性，能够从柔韧状态变成刚硬的具有推进力的杠杆状态。人的脚部要适应多种运动与不同的外部环境，人要做各种复杂的动作，要接触各种不同的地面，从柔软、平坦、光滑到坚硬、崎岖、粘滞。人脚借助26块骨头与附着在其上

3、面的肌肉组织以及多方向的关节系统，能够完美的适应地面的变化与复杂动作的需要，鞋应该有助于脚适应各种复杂的环境，而不应该成为束缚脚部运动的障碍。肌肉就是脚运动的主要动力，肌肉通过收缩，拉动脚关节运动。如果鞋尺寸d、于脚尺寸，会使肌肉受到挤压,阻碍血液流通与压迫脚部神经，从而产生难受不适与疼痛的感觉。但如果鞋过于肥大，走路时为了防止抬脚时鞋脱落，肌肉便处于紧张收缩状态，总就是试图把鞋勾住。时间一长，肌肉也会出现疲劳，产生发酸发疼的感觉。另外，如果鞋跟设计不合理，为了保持平衡，便要挺胸收腹腿伸直，足部肌肉也处于相对紧张状态，这种状态持续时间过长,便会引起各种不适甚至造成膝盖、腰腿与足部的疼痛。因此鞋

4、的设计要考虑如何让人的脚部与腿部肌肉得到放松，从而达到舒适的效果。与运动相关的足部关节主要有踝关节、跟骨关节、附骨关节与跖趾关节，每一个关节都有其独特的多种平面运动功能，因此即使在起优不定的崎岖路面上运动，足部也能保持平衡。下面分析关节的四种主要运动情况。(1)踝关节由胫骨与腓骨的下端与距骨构成，脚在踝关节部位可以灵活转动，也可以使足部在垂直方向(足底向上弯曲)上下移动。脚通过踝关节向小腿方向转动范围为20°30。，向背离小腿方向的转动范围为30。50。，见图5图7：图5以HI关节为轴心上下E1、6以践关节为轴心图7以踩关节为轴心左右转动(做图)左右转动(侧视图)端的平衡，见图9O例

5、行走或运动时，中间#坦地形运动时足前后(3)脚中间的附滑、丘陵等崎岖道路上图8跟骨美节的调节亍的情况下调节前端率的发挥。的活动。(4)人体的全部进提供推进力。尽嗟心进行有效移动，为前:的，但为达到与地面接触时机械效率的最仓图9跑骨关节平衡调节匚作。跖关节与趾关节随着走路的节奏做屈挠与伸展运动，最大运动范围可达到90°左右,见图10：图10跖趾关节运动:伤害、保暖、辅助运彳主会减弱穿用功能,，而随着厚度的增加,鞋用材料一般来说应动等功能。鞋用材料在多如为了增加鞋底的保护或鞋重量与耐屈挠性也会相应提高，而重量与耐屈挠性的提高势必会影响人的运动，造成更多能量的消耗，使人容易产生疲劳感，因此

6、，在设计长时间穿用的鞋时，应避免使用这类材料。有报告指出，在运动过程中鞋重量每减少100g,则氧气的吸入量会减少1%，特别就是快速运动中，氧气与能量消耗量会更大，所以在运动鞋的设计中，要着重改善底的重量、柔韧性与耐屈挠性等性能指标，以适应运动的需要，降低人体能耗帮面、里材料与人脚直接接触，通过鞋面、里材料微孔与纤维,鞋与外界进行着冷热气体的交换以及发挥着排汗除湿的功能，以保持鞋腔的干燥卫生。对于脚来说，感觉最舒适的温度就是2833C，当外界温度为1416C时，脚皮肤的温度在2032C之间，当脚的温度下降到1015笆时，易引起感冒及脚部冻伤。脚的不同部位的温度也有所不同，脚掌面的温度就是人体最低的，脚背略高11、5笆根据气候的变化，及时更换用不同保暖材料制作的鞋，也就是保护脚与增进人体健康的一项必要措施。脚主要就是通过汗液的排出来散发热量，汗液分解后的产物呈酸性，对皮肤有一定刺激作用，并易滋生细菌因此，在设计时，要考虑到尽量使鞋能将汗液排除，以保持鞋腔内的干燥卫生。但脚的部位不同，汗腺的分布也不一样，脚心及跖趾关节部位密度最大，其中脚心的汗腺分布