[發明專利]一種多功能仿生足球鞋底

有效

• 申請號: 201810579123.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108497620B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 張銳;李國玉;于海濱
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A43B13/22
• 分類號: A43B13/22;A43C15/16
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發明公開了一種多功能仿生足球鞋底，包括鞋底，鞋底具有足跟部、足弓部和前腳掌部，足跟部的底面粘接有仿若干個第二趾根端趾墊鞋釘、仿第三趾根端趾墊鞋釘和仿第四趾根端趾墊鞋釘，前腳掌部粘接有若干個仿第二趾尖端趾墊鞋釘，仿第三趾尖端趾墊鞋釘和仿第四趾尖端趾墊鞋釘。各鞋釘底面分布有仿雉雞足底紋理花紋，所述的仿雉雞足底紋理花紋是由圓形花紋結構和鋸齒形花紋結構組合而成，圓形花紋結構均勻分布在兩個相鄰鋸齒形花紋結構之間。該仿生足球鞋底能夠提高整個鞋底抓地、加速、變向等綜合效果，增強鞋釘在草地運動的的抓地和附著性能,從而改善足球鞋的增速防滑性能。

技術領域

本發明屬于工程仿生技術領域，具體涉及一種多功能仿生足球鞋底。

背景技術

足球運動中，需要根據場上情況，做出加速、急停、轉向以及切向等動作，為了充分發揮各動作,足球鞋的鞋底需要設置鞋釘，使得足球鞋具有較好的附著摩擦力和抓地力。足球鞋的鞋釘能夠嵌入足球場地如草地、人造草坪等并防止足球鞋打滑。在材質上，鞋釘可以采用金屬鞋釘、復合材料鞋釘、塑料鞋釘等，鞋釘可以與鞋底一體注塑成型，也可以單獨制造鞋釘，然后再組裝到鞋底上。在形狀上，足球鞋鞋釘經常采用圓柱或者錐柱形，也有采用三角形，長條形或者其他多邊形。

眾所周知，鞋底的設計對鞋子整體的舒適度和功能有較大影響。隨著研究的深入，足球鞋必將要通過改善鞋底結構提高附著和變向性能。因此，如何使足球鞋能在草地、人造草坪中正常的使用，提高附著、變向和加速等性能是一個急需解決的問題。

雉雞腳強健，善于奔跑，也很有力，特別是在灌叢中奔走極快，也善于藏匿。雉雞棲息于低山丘陵、農田、地邊、沼澤草地，以及林緣灌叢和公路兩邊的灌叢與草地中，善于急停和變向。研究發現，雉雞足趾的尖端趾墊有重要的蹬地作用，根端趾墊起到附著和承重作用。對雉雞的尖端和根端趾墊進行提取，應用到足球鞋鞋底上將會提高足球鞋在草地中行走的加速和變向特性，對雉雞足底的紋理進行提取，應用到足球鞋鞋釘的花紋上將會提高足球鞋在草地中行走的附著性能和抓地能力。

發明內容

本發明基于工程仿生學原理，以與地面直接接觸的尖端和根端趾墊的形貌特點為仿生原型，結合雉雞足底的紋理特點，本發明具有良好的附著、變向、加速等性能。

從雉雞高速奔跑過程可以看出，尖端趾墊是最先接觸草地的部位，隨著運動的進行，根端趾墊與草地接觸，增大與草地的接觸面積，為雉雞奔跑提供更大推力，同時雉雞足底的紋理結構也可以防止滑移，增強抓地能力，發揮了類似于足球鞋鞋釘的作用。

從雉雞的尖端和根端趾墊的結構可以看出，雉雞趾墊有兩個典型結構特征，包括頂部曲面和兩側曲面。其中，頂部曲面近似于一個球冠面，觸地時首先對草地產生壓實作用，在蹬力作用下在該曲面上可以形成向前的合力，有利于增大推力。底部兩側曲面，表面光滑，并具有特殊的圓弧結構，可以使趾墊平滑的進入草地，減小對草地的擾動。

根據雉雞趾墊和足底紋理結構及作用特點，采用逆向工程技術，根據工程仿生設計原理與方法，設計出一種多功能仿生足球鞋底，使用本發明在草地中奔跑時能有效提高附著和變向等能力，進而有效改善在草地中的運動效率和穩定性。

本發明的仿生原理：

本發明基于雉雞第二、三和四趾的尖端和根端趾墊的頂部曲面及兩側曲面，根據尺寸關系，設計出前掌部和足跟部的仿生鞋釘。根據雉雞足底紋理特點，將鋸齒形和圓形結構以不同尺寸分別組合成第二、三和四趾的尖端和根端趾墊的花紋，其中，第二、三和四趾的尖端趾墊的花紋尺寸結構相同，第二、三和四趾的根端趾墊的花紋尺寸結構相同。