第一章 脚型.ppt

人机工程学 人机工程学的定义 人机工程学是研究人、机械及其工作环境之 间相互作用的学科。 作用： 1、为工业设计中“人的因素”提供尺寸参数； 2、为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据； 3、为进行人机环境系统设计提供理论依据。 人机工程学主要研究内容 人体结构的基本规律、皮具设计的基本知识和使学生能够利用人机工学的基本理论和方法进行皮具、人体和环境关系之间的设计，为后续的产品设计奠定理论基础。 课程安排 一、脚的结构、健康、受力分析； 二、数据测量与分析； 三、脚型规律与鞋号； 四、脚、鞋楦、鞋三者的设计； 第一章 脚部基础知识 课 时 4课时 授课方式 理论 主 讲 冯雨果 九、高弓脚 高弓脚脚的纵弓特高，使脚的前后掌截然分开，这种脚多为先天性，它的特点是脚背高，其跗骨突点较一般脚高3～5mm，因此，穿鞋时，会感到跗面受压。 第五节 脚的受力分析 一、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学科，是由力学、解剖学、生理学和生物化学等相互渗透而产生的一门学科。 它以人体为主要对象，研究人体维持平衡和运动的情况，了解不同组织结构间主动和被动的相互关系和所发生的力学机理。 分析的主要方法 理论方法：应用理想模型探索运动规律 实验方法：进行具体运动实测记录，再利用统计学的方法进行统计分析得出结果 分析的主要原理 牛顿第一定律：作用在一个物体上诸力的合力为零时，物体禁止不动。人体保持稳定自然站立时，肌肉的收缩合力为零。 牛顿第二定律：作用力与反作用力的数值相等，方向相反。 脚底静态受力分析 “三点支撑”理论：人体在静立时，体重负荷由下肢经踝关节传递到跟骨，随后又从三个方向形成应力线传递，向后传递到跟骨结节，向内前方沿内纵弓传至第一跖骨头，向外前方传递到第五跖骨头。 经测算分析，人在站立时，体重3/6在跟骨结节支撑点上，2/6在第一跖骨头支撑点上，1/6在第五跖骨头支撑点上 静态压力分布分析 以女子脚长230mm为例，在女子静立状态脚底经纬向力值分布曲线图如下 从图中可以看出，随跟高的增加脚后跟部位受力负荷值逐渐降低，但仍为全脚底受力较大的部位。 前脚掌部位受力负荷值逐渐加大 分析获得在跟高为20mm时，后跟部位负荷最大 分析获得，我们国家标准将脚长的18%定为踵心部位，但这个部位无论跟高与低，负荷都很小，为受力不敏感区域，相反其相邻区域（图中BB’,DD’）负荷较大，且受力大小相近。 踵心部位是脚跟部的静态受力中心，而非最大受力点 脚的动态分析 从表面看，脚是人体维持直立姿态的支撑点，但长期站立会使脚疲劳和不舒服，如何人适当的活动，脚部反而不容易产生疲劳 脚的基本功能为维持人体的平衡和稳定 脚的步态分析 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，对鞋类舒适性的构成起着关键性的作用。 调查表明，我国男性步长约为55-77.5cm，女性步长约为50-70cm。 一般平步中等速度为每分钟100-120步，每步的持续时间约为0.5秒，步长为75cm 步态周期分为站立相和摆动相两种，站立相约占61-65%，摆动相约占35-39% 对脚部生物力学的研究主要是使用步态测试仪来测定足底压力值，目前在运动鞋的设计研究上运用的比较广泛 * * * * * * * * 距跟关节 距骨 跟骨 骨的连接：不动连接、微动连接、可动连接 关节：骨与骨之间活动范围很大的可动连接。 关节由关节囊、关节腔、关节软骨构成 脚的关节 脚部关节： 踝关节 跗骨间关节 跗跖关节 跖趾关节 趾关节 踝关节：胫骨和距骨的连接，为负重关节。在上下楼梯、跳跃、登山等活动中起着重要作用 跗骨间关节包括距跟、距舟、跟骰三关节，主司脚的内外翻、内收和外展等活动 跗跖关节是跖骨与骰骨、楔骨之间的连接，主要稳定结构 跖趾关节：跖骨与趾骨的连接，对鞋结构设计和鞋楦设计至关重要。 趾间关节：脚趾骨头间的连接，对人运动、稳定起着重要作用 脚弓 脚的骨块相互连接形成的弓状结构成为脚弓。沿横向的称为横弓，沿纵向的称为纵弓。 脚弓的功能：负重，行走，吸收震荡和散热 维持脚弓的三要素：脚骨、肌肉、韧带 人脚弓共有前后横弓，内外纵弓四个脚弓 后横弓：由第一、第二、第三楔骨和骰骨组成 前横弓：由第一、二、三、四、五跖骨组成 内侧纵弓：由跟骨、距骨、舟状骨楔骨和第一二三跖骨组成 外侧纵弓：跟骨、距骨、骰骨和第四五跖骨组成 脚依靠脚弓的结构和附着的韧带而产生弹性，在跑跳或行走时吸收震荡，保护脚。 人在行走或站立时，内外纵弓和后横弓始终保持弓状结构，但前横弓会发生变化 脚部肌肉 脚部肌肉是用来支持体重、行走和维持脚弓的运动肌 脚部主要分脚背肌和脚底肌 脚部共有20块肌肉 脚的皮肤 脚的皮肤与其他部位的一