第三章 脚的结构与机能主要内容 第一节 脚的外部形态 第二节 脚腿的构造组织 第三节 脚的生物力学概述 第四节 鞋楦与脚的关系

第三章脚的结构与机能主要内容：

第一节脚的外部形态第二节脚腿的构造组织第三节脚的生物力学概述第四节鞋楦与脚的关系第三章脚的结构与机能第一节脚的外部形态脚是鞋楦设计与制作最原始的依据。衣不大寸，鞋不大分。第三章脚的结构与机能人体的左右两只脚基本上是对称的。脚的大拇趾一侧称为里怀，小趾一侧称为外怀。第三章脚的结构与机能1脚趾——脚的最前端，可以灵活的运动。起到蹬着作用。2趾跖关节——由脚跖骨与脚趾骨形成的关节。脚底最宽的部位、主要受力点。3脚背——也称脚背面，呈现凸起的弓状结构，起着传递人体重力的作用。第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能4腰窝——脚掌中间两侧的位置，也称作中腰5脚后跟——脚的最后端，有着圆滑的肉体。支撑人体重量的主要受力部分之一。6脚底心——脚底的中间部位，呈凹陷状态7前脚掌——有趾跖关节和脚趾间的底面所构成。第三章脚的结构与机能8脚踝骨——有里踝骨和外踝骨的区别。里踝骨是由小腿内侧的胫骨下端构成，外踝骨是由小腿外侧的腓骨下端构成。外踝位置靠后些，靠下一点。9脚弯——小腿和脚背之间的拐弯位置。10脚腕——小腿最细的位置。第三章脚的结构与机能第二节腿脚的构造组织人在行走时，由大腿、小腿、脚部的连贯性的活动来完成行走的整个过程。这个活动系统由皮肤、骨骼、肌肉、血管、神经等组成。第三章脚的结构与机能1皮肤层在身体整个组织构造中属于最外层的组织，有保护肢体、调节体温、排泄废物和感受刺激等作用。脚部皮肤与身体其他部位的皮肤相同，具有调节体温、呼吸、分泌汗液、蒸发水分等功能。在脚底的脚心和趾跖关节部位汗腺分布密度较大。第三章脚的结构与机能2肌肉起收缩和放松的功能。脚上的肌肉有足背肌和足底肌两部分。当足背肌收缩时，脚趾伸展；当足底肌收缩时，脚趾弯曲。第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能3血管和神经在脚部的皮肤层及肌肉与骨骼之间分布着许多血管与神经。第三章脚的结构与机能4骨骼人体的骨骼架构是来承载身体的重量，做最适当的分散支撑作用，并且保护容易受伤的器官。第三章脚的结构与机能人体的下肢骨骼包括大腿骨（股骨）、小腿骨（胫骨和腓骨）和脚骨。第三章脚的结构与机能4.1小腿人的体重是通过大腿骨和小腿的胫骨再由面积较小的距骨负荷，距骨再由跟骨牢牢的支撑着。小腿是由胫骨和腓骨构成。第三章脚的结构与机能4.2脚部人脚部是由26块不同的骨骼组成的。其分为趾骨、跖骨和跗骨三大部分。第三章脚的结构与机能（1）第一部分趾骨部分：由14块趾骨组成，其中拇趾由2块组成，其它趾骨各由3块趾骨组成。第三章脚的结构与机能（2）第二部分为跖骨部分：由5块跖骨组成。由里怀向外怀排列，分别为第一、第二、第三、第四、第五跖骨。第三章脚的结构与机能（3）第三部分为跗骨部分：由距骨、跟骨、舟状骨、骰骨和第一、第二、第三楔骨7块骨骼骨组成。第三章脚的结构与机能5关节人体内的骨与骨之间以间接的形式相连形成的是关节。关节由关节囊、关节腔和关节软骨组成。第三章脚的结构与机能6韧带韧带附着在关节的周围，加强骨骼之间的连接，起到加强关节紧密结合及保护关节适当活动的作用。第三章脚的结构与机能7足弓脚的骨骼相互连接成弓状结构称为足弓。纵弓：沿纵向方向横弓：沿横向方向第三章脚的结构与机能纵弓：包括内纵弓和外纵弓。内纵弓在脚内侧，由距骨、舟状骨、三块楔骨和第一、二、三跖骨构成。外纵弓在脚外侧，由跟骨、骰骨和第四、五跖骨构成。第三章脚的结构与机能横弓：包括前横弓和后横弓。前横弓由趾跖关节构成；后横弓由三块楔骨和骰骨构成。第三章脚的结构与机能第三节脚的生物力学概述生物力学概述生物力学是用力学原理研究物体生命活动规律的一门科学。第三章脚的结构与机能生物力学应用范畴其对人体运动分析、疾病原理研究、各种假肢和人体器官的设计乃至体育学科、人类学、宇航学等的发展有极其重要的作用。第三章脚的结构与机能在制鞋行业，其应用主要涉及“运动生物力学”和“人体工程学”等。第三章脚的结构与机能1运动生物力学概述生物力学是研究力与生物体运动、生理、病理之间关系的科学。运动生物力学是研究运动中人体机械运动规律的科学。第三章脚的结构与机能运动生物力学的研究内容主要包括人体材料力学和力学形态。第三章脚的结构与机能运动生物力学研究的主要任务是：（1）研究人体结构和机能的生物力学特征（2）研究人体的惯性参数及肌肉、骨骼、韧带的动力学特征（3）建立人体运动的力学和数学建模，探索人体运动的基本规律（4）确定动作技术原理，建立动作准确技术模式（5）探索运动创伤和康复的力学依据第三章脚的结构与机能运动生物力学在制鞋领域的应用，主要是在鞋的机理性研究开发上。第三章脚的结构与机能2脚的生物力学脚的生物力学结构不单是一个静态站立的支柱基础，还是适应人体活动的机械装置，其基本动能为维持人体平衡和稳定性。第三章脚的结构与机能维持平衡和稳定性的基本条件是身体的重心和支撑面第三章脚的结构与机能为了使鞋楦更符合脚型，需要对脚进行静态受力和动态受力分析研究。第三章脚的结构与机能2.1脚底静态受力分析人体在静态站立时，则各负重关节接触面增大，且关节周围的韧带、肌腱相当紧张，肌肉处于收缩状态。第三章脚的结构与机能（1）脚底静态受力分析静态时脚部力值传递模式经测算，人在站立时，体重的1/2在跟骨结节支撑点上，1/3在第一趾跖关节支撑点上，1/6在第五趾跖关节支撑点上。第三章脚的结构与机能在脚型与鞋楦的研究中，此模式主要应用在计算、分析脚掌的前、后压力与跟高和前跷的关系。第三章脚的结构与机能（2）脚底静态受力分析脚型规律研究中的脚底压力分布研究主要是为了使鞋楦底部曲线设计尽量与脚掌相对应。第三章脚的结构与机能以女子脚长230mm为例，分别为跟高20mm和60mm时女子静立状态足底纬向力值分布曲线图。

20mm60mm第三章脚的结构与机能A脚后跟部位的负荷变化跟高20mm是为脚后跟部位负荷最大值，随跟高增加逐渐力值逐渐降低，但仍为全部脚底受力较大的部位。第三章脚的结构与机能B脚心部位的负荷变化脚心部位的力值很小，并随着跟高增加呈下降趋势第三章脚的结构与机能C前掌部分的负荷变化第一趾跖关节部位NN’在各种跟高的情况下都承受着较大的负荷第三章脚的结构与机能第一趾跖关节向前的部分PP’，其受力随着跟高的增加而增大，在更高40mm-50mm时有个突变。第三章脚的结构与机能大拇趾部位SS’的负荷随跟高的增加而加大。实验表明，NN’-SS’区域为脚前掌上力值变化最敏感的部位，也是前掌受力最大的部位，对楦底部曲线的设计影响很大。第三章脚的结构与机能B脚底经线（轴线）力值的变化在跟高20mm时后跟部位受力值最大，跟高80mm时前掌部位受力值最大。随着跟高的增加曲线变化增大，鞋越不稳定。

20mm80mm第三章脚的结构与机能2.2动态分析人体脚部步态运动对鞋类舒适性的构成起着关键作用。步态研究主要是对步长、步相、周期等形态指标和作用力指标进行分析，并对步行时人体能量的消耗以及肌肉所做功的情况进行研究。第三章脚的结构与机能调查表明，我国男子步长约55.0cm-77.5cm，女子步长约50.0cm-70.0cm。一般平步中等速度为每分钟100-120步，每步持续时间0.5秒，步长75cm。第三章脚的结构与机能人在行走一步时的步态周期分为站立相和摆动相两种姿态。其中站立相占61%-65%，摆动相占35%-39%。第三章脚的结构与机能对脚部生物力学的研究，主要使用步态测试仪器来测定足底压力值。足底压力值可表示人在静态站立和动态行走时足底的压力和压强分布。第三章脚的结构与机能第四节鞋楦与脚的关系1脚型测量脚型测量是指对人脚各特征部位进行测量。站立、赤脚第三章脚的结构与机能测量方法：踩脚印和简单的测量工具、机械装置和电子测量仪。测量工具：皮带尺、高度测量仪和量脚规。第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能1.1脚长度、宽、高的测量（1）脚型长度、宽度测量第三章脚的结构与机能（2）跖围用布带尺围绕第一趾跖关节点和第五趾跖关节点一圈，读出脚跖围的尺寸第三章脚的结构与机能（3）腰围成年女子230号脚在跖围基础上后退25mm，男子250号脚在跖围的基础上后退28mm，用布带尺围绕一周量出的尺寸。第三章脚的结构与机能（4）背围成年女子230号脚在跖围基础上后退51mm，男子250号在跖围的基础上后退58mm，用布带尺围绕一周量出的尺寸。第三章脚的结构与机能（5）兜跟围用布带尺兜住后跟，再绕经舟上弯点进行测量。第三章脚的结构与机能（6）后跟突点高度用量高仪测量自后跟突点至脚底的直线距离。第三章脚的结构与机能（7）第一趾跖关节高度用量高仪测量自第一趾跖关节最高处至脚底直线距离。第三章脚的结构与机能（8）拇趾高度用量高仪测量拇趾前端的厚度。第三章脚的结构与机能（9）第五趾跖关节高度第三章脚的结构与机能1.2脚长的测量脚长的测量采用的是分析脚印图的方法，从脚印图上测量出脚长及各特征部位点的长度。第三章脚的结构与机能脚印图是记录脚底形态和特征的图形。虚线所表示的是脚印图的基本宽度及长度，实线所表示的是脚的轮廓线投影宽度及长度。第三章脚的结构与机能①脚的拇趾外突点②小趾端点部位③小趾外突点部位④第一趾跖关节部位点⑤第五趾跖关节部位点⑥内腰窝部位点⑦外腰窝部位点⑧踵心部位点第三章脚的结构与机能1.2.1脚印图分析第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能1.2.2各特征部位与脚长的关系第三章脚的结构与机能2脚长与楦底样长的关系2.1脚长脚长（l）=脚底长（la）+后容差（n）第三章脚的结构与机能2.2楦底样长楦底样长是楦体造型的最基本长度，也是楦体上最重要的长度。楦底样长=脚长+放余量-后容差

=脚底长+放余量第三章脚的结构与机能无论哪种结构的鞋楦，任何款式的鞋楦的楦底样都比脚底要长一些。原因：一，人脚在穿鞋走路时，由于脚会向前滑动，鞋腔内必须有一定的富余空间，便于人脚在鞋腔内能够稍做前后移动的动作。二，人们在运动中，当连接横弓的韧带疲劳到一定程度时就会松弛，从而引起纵弓韧带的拉长。第三章脚的结构与机能三，由于鞋的造型需要。四，凡是物体都有热胀冷缩的性能，脚也不例外。第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能3鞋楦宽度与脚宽度的关系3.1各特征部位宽度的确定脚宽分为脚印轮廓宽度和脚的投影轮廓宽度。第三章脚的结构与机能3.2鞋楦宽度与脚宽度的关系主要研究鞋楦的前掌宽度、后踵宽度与脚的前掌宽度、后踵宽度之一的宽度。第三章脚的结构与机能3.2.1前掌宽度受跟高的影响，同时由于鞋款式，制作工艺不同鞋楦的前掌宽度也有所不同。例如：常见的包子鞋属休闲鞋类，一般跟都较低，加之制作时时常采用的面料是比较柔软的皮料，皮料弹性较好，耐曲折性强，所以在设计鞋楦的前掌宽度是可适当比高、中跟时装鞋楦窄2mm左右。第三章脚的结构与机能3.2.2踵心部位脚后跟主要受力部位，在脚后跟的最宽处，随着跟高的不同有所变化，同时也受鞋款式和制作工艺的影响。例如，女鞋跟高90mm的鞋楦，后踵宽一般在49—50mm，女鞋跟高30mm的鞋楦后踵宽度一般在53mm左右。女装的浅口鞋楦比女装的棉靴后踵宽度要窄2mm。第三章脚的结构与机能3.2.3楦底宽度楦底宽度除脚趾突点部位以外的个特征部位的宽度都比脚印投影轮廓宽要窄一些。（圆头鞋、方头鞋）尖头鞋楦，除了在放余量方面考虑加长外，在拇趾突点宽度及小趾外突点宽度上可适当收窄一些。第三章脚的结构与机能儿童鞋楦楦底宽度，通常比脚印轮廓宽度要大一些。第三章脚的结构与机能3.2.3楦体肥度脚的投影轮廓宽度是鞋楦的后跟肥度及鞋楦的楦墙的突度大小设计的主要依据。第三章脚的结构与机能A楦底第一趾跖部位宽度与楦面第一趾跖部位的楦墙突度大小之间的差别。第三章脚的结构与机能B鞋楦后跟肥度以脚后踵部位肌肉的横向投影宽度为设计依据。第三章脚的结构与机能脚后踵部位的肌肉横向宽度是随着脚的运动状况的变化而变化的，所以鞋楦的后跟肥度也是变化的，同时鞋楦后跟的肥度也受鞋款式的影响。例如：男子250号时装鞋楦的后跟肥度一般在67—69mm范围内。男子250号标准中间型的包子鞋楦后跟肥度可以做到66mm。第三章脚的结构与机能3.3鞋楦围度与脚围度的关系3.3.1四围的测量“四围测量法”第三章脚的结构与机能3.3.2鞋楦的跖围与脚的跖围A脚跖围变化的影响因素a温度易受季节冷热的变化而胀缩，其尺寸变化为3-8mm。b运动同一个人早上起床后的跖围与经过一天的工作后晚上测得的跖围就会相差2-3mm。第三章脚的结构与机能脚从悬空状态到运动后的尺寸变化最大，其中，男子脚跖围增长量为13.5mm，女子脚跖围增长量为16.4mm。c鞋跟高的影响脚跖围随着鞋跟高的增加而加大。第三章脚的结构与机能B脚跖围与楦跖围的关系：楦跖围=脚跖围-跖围感应差值注：由于鞋的款式、工艺等的不同，楦跖围与脚跖围的关系有所差别。

一般浅口鞋楦的跖围尺寸都比脚的跖围尺寸要少3.5mm。棉靴楦跖围都比较大，或等于脚跖围尺寸，或大于脚跖围尺寸。第三章脚的结构与机能3.3.3鞋楦的腰围腰围与跖围一样也是随着温度、气候、脚的运动规律的变化而变化。但是腰围与跖围不同的是，腰围随着跟的增高而变小。多数情况下，楦腰围稍大于脚腰围。第三章脚的结构与机能第三章脚的结构与机能3.3.4鞋楦的背围与脚的背围背围与跖围一样也是随着温度、气候、脚的运动规律变化而变化。但是背围与跖围不同的是，背围随着跟的增高而变小。除女浅口鞋楦以外，一般的楦背围都要大于或等于脚背围。第三章脚的结构与机能3.3.5鞋楦兜跟围楦兜跟围与脚的跖围一样也是随着温度、气候、运动规律的变化而变化。但是兜跟围与跖围不同的是兜跟围随着跟的增高而变小。靴楦兜跟围必须大于脚兜跟围，不同的靴楦兜跟围尺寸有所不同。第三章脚的结构与机能3.4鞋楦跷度与脚前、后跷的关系A鞋楦前跷指脚的自然跷度。实践证明此跷度角约为15°.正确的鞋楦前跷有以下功能：（1）束紧鞋口，让脚底的前端与鞋腔的前端内底能够完全服帖。（2）降低了鞋子的趾跖关节部位在行走时的曲折量，从而减轻了人脚弯曲鞋子的力量，脚不易疲劳。（3）减轻了鞋子在趾跖