安全人機課程設計-- 鞋子設計中的人機評價

1、<p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　設計課題 鞋子設計中的人機評價 </p&

2、gt;<p>　　系部班級 安本1101、1102班 </p><p>　　所屬專業(yè) </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　設計時間 2013.6.15---2013.6.21 </p

3、><p>　　鞋子設計中的人機評價</p><p>　　[摘 要]隨著人類社會的發(fā)展，人們越來越重視健康。人的生活質量和健康在很大程度上依賴于人體同諸如生活用品、交通系統(tǒng)、衣著、工作和生活場所、以及娛樂活動等各種因素之間的幾何關系。為了優(yōu)化鞋子的技術設計，確保人與環(huán)境之間的協(xié)調性，必須量化鞋子與人機工程學的關系。而這種幾何關系的確定基礎就是人體測量及其測量數(shù)據(jù)。</p><

4、p>　　[關鍵詞]人機工程學；鞋子；設計；測量</p><p>　　【ABSTRACT】：With the development of human society, there is growing emphasis on health. People's quality of life and health is largely dependent on the human body the s

5、ame as household goods, transportation systems, clothing, work and living places, as well as recreational activities such as the geometric relationship between various factors. In order to optimize the technical design o

6、f the shoes, to ensure coordination between the people and the environment, which must be quantified the relation</p><p>　　【KEY WORDS】：Ergonomic；design；shoe；materials</p><p><b>　　目 錄</

7、b></p><p><b>　　1 前言5</b></p><p>　　2 鞋子的概述6</p><p>　　3 鞋子的使用現(xiàn)狀及分析.................................. 7</p><p><b>　　3．1一鞋多用7</b></p>

8、<p>　　3．2無名品牌設計不合理7</p><p>　　3．2運動鞋不可“超期服役”7</p><p>　　4 人體的足部參數(shù)6</p><p>　　4．1人體足部靜態(tài)參數(shù)7</p><p>　　4．2人體足部動態(tài)參數(shù)7</p><p>　　4．3鞋與腳的人機尺寸7</p>

9、<p>　　5 鞋子組成部分及人機關系分析8</p><p><b>　　5．1用料8</b></p><p><b>　　5．2鞋楦9</b></p><p><b>　　5．3鞋底10</b></p><p><b>　　5．4鞋幫11&l

10、t;/b></p><p><b>　　5．5鞋帶11</b></p><p>　　6 不同鞋子的人機關系評析22</p><p>　　6．1 運動鞋19</p><p>　　6.1.1產品外觀分類19</p><p>　　6.1.2運動鞋的主要性能評析19</p>

11、<p>　　6.1.3氣墊結構與特點19</p><p>　　6.1.4外底材料評析19</p><p><b>　　6．2 拖鞋19</b></p><p>　　6.1.2人的心理特性對拖鞋設計的影響19</p><p>　　6.1.2不同拖鞋的人機關系分析19</p><p&

12、gt;<b>　　7 結束語22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　安全人機工程學是從安全的角度和著眼點出發(fā),運用人機工程學的原理和方法去解決系統(tǒng)中人機結合面的安全問題的一門新興學科.隨著人類社會的進步

13、,讓人類勞動、生活、生存在一個安全和諧的社會之中,成為人類社會共同努力的目標。</p><p>　　隨著我國高等教育制度的改革和發(fā)展，高校辦學和管理模式逐漸發(fā)生變化，從主要依靠國家投入轉向與社會化、市場化相結合；而達到這樣的目的，需要運用安全人機工程學的知識進行探索設計.</p><p><b>　　2 鞋子的概述</b></p><p>　

14、　鞋是我們生活中最普通不過的用品，而它的設計中反映出許多人機工程學的問題。鞋的產生與自然環(huán)境、人類的智慧密不可分。遠古時代，土地的高低不平，氣候的嚴寒酷暑，人類本能地要保護自己的雙腳，于是就出現(xiàn)了鞋：簡單包扎腳的獸皮，樹葉，便成了人類歷史上最早的鞋。鞋的種類有很多，其作用也是多種多樣的，但無外乎都是保護我們的雙腳，保持我們走路或運動時的舒適度，有些鞋是娛樂型和功能型的，如輪滑鞋、高跟鞋、安全鞋，這里我只對我們日常生活中所穿的寫進行討論。

15、現(xiàn)在鞋子的設計在保護我們的雙腳舒適的基礎上還對其外形的美觀有所要求。而設計比較好的鞋子則較多地考慮了人的生理和心理的需要，鞋子底部軟硬適度、材料適當有利于保護足部；鞋幫曲度合理，鞋身的透氣良好性，行走或運動時腳腕用力。以上這些考慮是人的生理上的滿足，不僅如此，其或強烈或淡雅的色彩和鞋底身合理曲度給人帶來視覺上的美感，這些是人的心理上的滿足。</p><p>　　穿鞋是保護雙腳的重要措施，它的作用是保護雙腳的舒適，

16、避免雙腳受到不必要的損害。每一種鞋子都針對某一使用者群體（如兒童）而設計的，它不可能適用于所有的使用者，所以，選擇一雙適合自己雙腳的鞋子就顯得非常重要了。所以鞋子要符合以下的設計要求：</p><p>　?。?）鞋樣設計的各特征部位數(shù)據(jù)和結構，必須以腳型規(guī)律為依據(jù)，符合腳的生理和運動要求。</p><p>　?。?）少年兒童、老年人或腳氣患者，應選用鞋底較柔軟的鞋子。</p>

17、<p>　?。?）常運動的人群，腳部易出汗，應選用透氣良好的鞋子。</p><p>　　3 鞋子的使用現(xiàn)狀及分析</p><p>　　前不久，對某高校大一學生進行了運動鞋情況的調查，發(fā)現(xiàn)有82.7%的學生穿運動鞋，其中有56.4%的學生說自己一年四季全穿運動鞋。如今，穿運動鞋已成為校園的時尚。但是，在調查中也發(fā)現(xiàn)學生腳上的運動鞋存在許多問題。</p><p

18、>　　3.1 一鞋多用</p><p>　　在調查中發(fā)現(xiàn)，34.6%的男生穿籃球鞋，18.3%的男生穿足球鞋（普通膠釘），52.8%的女生穿普通跑鞋，22.1%的女生穿體操鞋。但是在具體的體育活動時，許多同學卻是以“不變應萬變”，有的穿足球鞋打籃球常會摔倒，穿體操鞋短跑常會掉鞋，穿籃球鞋立定跳遠常會坐在沙坑里……看來，學生只是憑自己的興趣來購買鞋子，而忽視了鞋子的功能。</p><p

19、>　　3.2 無名品牌設計不合理</p><p>　　如今，只有少數(shù)學生穿名牌運動鞋，大多數(shù)學生穿的是無名品牌。在這些不知名品牌的鞋子中，多數(shù)存在設計不合理的缺陷。突出的問題是一些運動鞋的鞋底太軟，從人體骨骼發(fā)育角度來看，太軟的鞋底并不適合青少年。某運動專家說，青少年的骨骼發(fā)育還沒有成型，過于松軟的鞋底容易造成其足部不穩(wěn)定轉動，產生勞損，也容易受傷，如圖2-1。每個人的足部著力點都不一樣，一些扁平足的學

20、生鞋底硬一些反而更好，可以調節(jié)足部受力。另外，一些同學的鞋底過于平坦，沒有任何坡度，不利于身體平衡和蹬地用力。為此，學生要購買鞋底稍硬且有3厘米坡度的運動鞋。</p><p><b>　　圖2-1 </b></p><p>　　另外，質量問題也很嚴重，剛穿時磨腳、擠腳，短期內就出現(xiàn)斷底、塌跟、開膠等毛病，給學生的日常活動造成了很大的麻煩。</p>&

21、lt;p>　　3.3 運動鞋不可“超期服役”</p><p>　　大部分學生和家長認為，只要鞋面不損壞，鞋底不斷裂，就可以永久地穿。但專家認為，一雙鞋穿得太久，容易因長期擠壓、摩擦而導致鞋子變形，不僅保護不了足部，還會造成損傷。過于破舊的運動鞋可以造成脛骨痛和跟腱勞損等病癥。</p><p>　　運動鞋的壽命因人而異，體重大的人鞋子壽命相對較短；同時也與運動場地有關，在水泥球場打

22、球與在塑膠、木地板場地打球的鞋子壽命要縮短兩倍。如果用運動量來確定運動鞋的壽命，一般來講，一雙跑步鞋可以“服役”600公里左右，一雙籃球鞋可以“征戰(zhàn)”一年，而體操鞋半年就該“退休”了。</p><p>　　所以鞋子在設計時，就要特別注意以上問題，結合安全人機學，從使用角度出發(fā)，設計出更加符合人們需求的鞋子。</p><p>　　4 人體足部參數(shù)</p><p>

23、　　足部尺寸是最基本和核心的要素，要設計一雙舒適的鞋子，與足部尺寸的合理應用有著重要的關聯(lián)性 。</p><p>　　足部尺寸包括：靜態(tài)尺寸、動態(tài)尺寸</p><p>　　4.1 人體足部靜態(tài)參數(shù)</p><p>　　如圖 3-1和不同年齡段人群的足部測量數(shù)據(jù)（表1）</p><p><b>　　圖3-1</b>&l

24、t;/p><p>　　表1 不同年齡段人群的足部測量</p><p>　　4.2 人體足部動態(tài)參數(shù)</p><p>　　功能尺寸是人在進行活動的時候由關節(jié)的活動、轉動所產生的角度與肢體的長度協(xié)調產生的范圍尺寸，在鞋子設計中往往起著主導作用。例如，如果一個人的腳長是235mm，那么他應該選240碼的鞋子，這樣會給腳一定的活動空間，穿起來才會舒服。如圖3-3所示<

25、;/p><p><b>　　圖 3-3</b></p><p>　　4.3 鞋與腳的人機尺寸</p><p>　　4.3.1 腳的測量</p><p>　　測量時必須采取的正確姿勢（如圖3-4）：</p><p>　　雙腿平行站立（勿坐！勿蹲）</p><p><

26、b>　　體重均分在雙腳上</b></p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　4.3.2 中國鞋子尺寸一般用號</p><p><b>　　女鞋（如表2）</b></p><p><b>　　表2 女鞋尺寸表</b></p&g

27、t;<p><b>　　男鞋（如表3）</b></p><p><b>　　表3 男鞋尺寸表</b></p><p>　　5 鞋子組成部分及人機關系分析</p><p><b>　　5.1 用料</b></p><p><b>　　面料<

28、/b></p><p>　　主要有皮革、合成革、紡織物、橡膠和塑料等。皮鞋面料多用經(jīng)過鞣制的牛、豬、羊皮粒面軟革或翻毛軟革,以及合成革;高檔鞋也有用鱷魚皮、蛇皮、雞爪皮的。布鞋和膠鞋多選用堅固、耐磨，保溫性、吸濕性好的棉布和毛呢，如貢布、平絨、線呢、燈芯絨、帆布以及華達呢、花呢、海軍呢、大衣呢等。各種合成樹脂和天然橡膠則為塑料鞋和膠鞋的主要材料。 </p><p><b>

29、　　里料</b></p><p>　　里料 主要有棉布、山(綿)羊皮、棉絮、毛氈、人造毛、松緊絨等。皮鞋鞋里的后半部多用質地較柔軟的山、綿羊皮革，前半部多用帆布；布鞋的鞋里大都采用本色白布或漂白布；膠鞋都用細帆布作里料。冬季防寒的皮鞋采用毛氈或經(jīng)過硝制的毛皮作鞋里;布棉靴（鞋）一般絮入棉花后再用一層棉布作里，也可用毛氈或松緊絨作里。目前有些鞋還采用樹脂發(fā)泡復合材料或人造毛作鞋里。 </p>

30、<p><b>　　底料</b></p><p>　　底料 主要有硬革、軟革、仿皮革、布、橡膠、塑料、橡塑和橡塑發(fā)泡材料等。硬革是以牛、豬皮經(jīng)加工而成的,多用于皮鞋,少量用來制作皮底布鞋。此外，皮鞋還廣泛采用仿皮底。布是傳統(tǒng)布鞋底的主要材料。以舊布為原料經(jīng)加工打成袼褙或補絮成底坯，用麻繩以手工或機器納成千層底或毛布底。塑料主要是聚氯乙烯樹脂，多用于塑料鞋和布鞋。 橡膠有天然橡膠

31、和合成橡膠，用于膠鞋和布鞋。軟革有人造革和天然皮革兩種，多用于布拖鞋和軟底布鞋。橡塑和橡塑發(fā)泡材料多用于皮鞋和布鞋。 </p><p><b>　　輔料</b></p><p>　　輔料 主要有鞋眼（圈、釬），鞋帶，橡筋布，尼龍搭扣，拉鏈，絲、棉、麻縫線（繩），釘，鉚釘，無紡布,紙板,作內包頭和主跟用的皮革，各種裝飾物、支撐件、膠粘劑，以及漿糊等。 </p>

32、;<p><b>　　5.1 鞋楦</b></p><p>　　鞋楦是鞋子的靈魂。鞋楦就是鞋子預備提供給穿著的腳的體積空間，是穿著的腳的科學模擬。鞋楦的設計是人體工程學和藝術的結合。首先是鞋子的功能要求決定了鞋楦設計的基本方向，這主要是鞋楦設計的技術方面。比如運動類的鞋楦就和時裝鞋的鞋楦有很大區(qū)別。運動類的鞋楦設計要研究腳在運動中的肌肉變化，熱膨脹等等。而時裝鞋的鞋款簡潔，

33、以體現(xiàn)美為主，因而時裝鞋的鞋楦考慮的主要是設計型的優(yōu)美。時裝鞋的鞋款最終成型的好外建立在鞋楦的優(yōu)秀設計基礎上。其次是品牌的特色。同一種類鞋的鞋楦設計不同的品牌在主要特點一致的情況下，設計鞋楦要融入自己品牌的特色。以此為基礎的鞋款的設計才能樹立自己的形體特色。</p><p><b>　　圖4-1 </b></p><p><b>　　5.3 鞋底<

34、/b></p><p>　　當鞋楦設計確定后，就是鞋底設計。鞋底設計的好外充分體現(xiàn)了鞋楦的技術設計。一般通過一雙鞋的鞋底設計就能判斷鞋的設計水平。尤其運動類的鞋子，鞋底的設計就決定了鞋子的價位。不同功能要求也決定了鞋底的形狀，如慢跑鞋的鞋底就比全能鞋的鞋底輕便。同時也決定了材料的選用，慢跑鞋一般采用較輕的PHYLON材料或EVA材料，以便保證跑步時的輕盈。此外，鞋底的圖表線條等設計上必須充分體現(xiàn)品牌的個性視

35、覺語言。在實際當中，一款鞋設計合理，往往是鞋底造型和幫面款式、幫面材料和顏色協(xié)調和諧。</p><p><b>　　5.4 鞋幫</b></p><p>　　鞋幫是鞋子的門面。楦型鞋底的設計確定下來后，鞋款的頻繁變化主要看鞋幫的設計。鞋幫的造型款式和結構安排受到楦型的制約和影響，要符合楦型并按設計規(guī)律設計。一般來說，鞋幫顏色、鞋幫結構安排應當隨著楦型特點去設計，鞋

36、里結構和顏色設計又要兼顧鞋面的款式特點，鞋幫結構組成更要考慮制作工藝。所以，鞋幫設計是一個系統(tǒng)工程。</p><p>　　在鞋底上所有部分，縫制或采用其它他方法結合成為一個整體單元，與內底和外底結合稱之為鞋幫。鞋幫為一雙鞋的基本部分，由前幫或鞋的前部，后幫即鞋的側面和后部，以及為加強鞋面用的鞋里構成。幫面可以使用各種材質，可以是天然皮革、人造合成材料或織物等。因為皮革上的毛孔，使皮革有良好的透氣性，從而能使腳保持

37、涼爽，所以皮革有幫面在幫面材料的選擇上具有明顯的優(yōu)勢。動物皮的塑性進一步適應腳的形狀，使腳進行呼吸和有助于腳功能的發(fā)揮。相反幫面為合成材料時，表現(xiàn)出來的是彈性性能，這意味著鞋幫面不會像皮革一樣符合腳的開卷。在大規(guī)模生產中合成材料比較便宜，為常用的材料。鞋幫可以說是鞋的臉面，它的美觀與否，能左右銷售。鞋幫的使用壽命長短，是整雙鞋使用壽命長短的決定因素之一。</p><p><b>　　5.5 鞋帶&l

38、t;/b></p><p>　　鞋帶，英文：Shoelace、Shoestring。顧名思義是一根帶子。但這不是一種普通的帶子，用于綁住鞋子內、外幫面，裝飾幫面，調節(jié)鞋子松緊度，保證腳踝安全性等。廣泛應用于各類運動鞋、休閑鞋、正裝皮鞋。</p><p>　　鞋帶的主要功能在于調節(jié)鞋子的松緊度。由于青少年在成長過程中腳版的寬度、腳面的厚度是不斷成　長的，要通過有鞋帶的鞋子，讓腳部有充分

39、的空間發(fā)育。另外人體運動造成的腳部熱脹冷縮，所以鞋帶也廣泛運用于運動鞋、戶外鞋、勞保鞋，以保證鞋子穿著的舒適性。鞋子的剛，鞋帶的柔；通過鞋帶的搭配，可以讓鞋子更變化多樣、時尚靚麗。</p><p>　　由于鞋帶的材料有一定的伸縮性，國內業(yè)內測量鞋帶的長度一般以自然下垂進行測量的。不同的鞋帶系法其需要的長度不一樣，比目前最普通的鞋帶交叉式系法為例，如圖4-2。</p><p><b&g

40、t;　　圖4-2</b></p><p><b>　　設鞋帶的長度為X，</b></p><p>　　鞋上一共有多少對鞋孔：n:</p><p>　　相鄰兩個鞋孔之間的距離：d</p><p>　　左面那一行鞋孔和右邊那一行鞋孔的距離：g</p><p>　　記住下面的公式哦：X=G+

41、2n*sqr(d^2+g^2)</p><p>　　這個公式只考慮穿過鞋孔的長度，不考慮系蝴蝶結所需要的長度。而一般的鞋子系蝴蝶結需要50cm左右。也就是說X+50cm就是你所需要的鞋帶長度了！像紐扣鞋帶不需要打蝴蝶結的，鞋帶長度就要比普通鞋帶少30-40cm了。</p><p>　　6 不同鞋子的人機關系評析</p><p><b>　　6.1 運

42、動鞋</b></p><p>　　運動鞋，顧名思義是指在健身或競技體育比賽時所穿的鞋。它能滿足人們運動的各種需求，保證人腳能夠在運動中發(fā)揮其基本功能。運動又分為競技體育運動和健身體育運動等。無論是哪一種運動都需要腳穿上具有保護作用，提高運動效果等方面的鞋，因此在運動鞋的設計與制造過程中應充分考慮人機工程學在其中的應用。 </p><p>　　運動鞋材料運用的范圍要比皮鞋、布鞋寬

43、廣。運動鞋的材料在幫面上，紡織材料、皮革、人造革、合成材料均有大量運用。在大底材料中，除了橡膠、PU、PVC以外，還大量使有EVA、TPR、SBS等各種熱塑性彈性體、高分子復合材料、功能材料。輔料方面，金屬部件、塑料部件的運用也較皮鞋、布鞋等要多一些。同時運動鞋功能要求也極大促進了新品種材料的研發(fā)進程。</p><p>　　6.1.1 產品外觀分類：</p><p><b>　

44、　如表1.</b></p><p>　　表4 不同場地運動鞋表</p><p>　　6.1.2 運動鞋的主要性能評析</p><p>　　眾所周知，運動鞋鞋底與鞋面不同之處，就是它要承載一個人全身的體重，在跑步等快速運動時，甚至要受到約2～4倍體重的壓力。不僅如此，還要求它能具備耐磨性、避震性、彈性、防滑性、抗扭傷性、舒適透氣性，軟硬度適宜，重量輕

45、和耐撓曲等功能。那么如何才能達到這么多的要求呢？這就必須要求制鞋從運動鞋的定位上進行受力分析，通過檢測分析手段，為鞋底設計 提供依據(jù)?，F(xiàn)就運動鞋幾個關于人機工程的主要性能對鞋底受力的影響進行分析。</p><p><b>　　耐曲撓性</b></p><p>　　運動鞋的耐折性是消費者優(yōu)先考慮的要素，也是國內質量監(jiān)督部門十分注重的一個物性指標，其測試方法是GB/T39

46、03.1 1994的國家標準，在鞋底跖趾關節(jié)處割口5mm長，以每秒約4次的折撓頻率進行測試，要求極其苛刻。所以，鞋底設計生產時，應考慮鞋底彎折溝的厚度和底材的韌性。一般彎折溝的設計均以圓弧形為主，可避免應力集中，起分散彎折力和延伸力的作用，同時，在彎折溝背面應以加強筋的方式加厚至2.0mm以上。</p><p><b>　　耐磨性</b></p><p>　　在國內還

47、處于較低消費水平的現(xiàn)階段，運動鞋的耐穿性無疑是消費者最關心的，其中除鞋底的耐折性外，能否耐磨也是耐穿性的決定因素之一。一些受磨功能要求高的運動鞋（如：球鞋），就須選用耐磨性能好的橡膠做大底，如采用意大利超強耐磨的vibra橡膠底?；蛘咴谛^內側和后跟外側，特意設計耐磨的橡膠貼片，目前最佳的測試方法是以SATRATM174-94進行DIN測試評估。</p><p><b>　　止滑性</b>&

48、lt;/p><p>　　在進行籃球運動時常常有急停、急轉動作，此時要求運動鞋（如：藍球鞋）具有較高止滑性，否則，不僅會引起一場精采賽事的失利，還可能會造成運動員受傷。然而，在鞋底其他方面條件不變的條件下，耐磨耗性和止滑性卻是成反比的，耐磨耗性越好，就意味著止滑性下降；止滑愈佳，則其耐磨性就差。所以應通過大量的測試對比，找到耐磨耗性和止滑性最佳的結合點，來進行設計生產。當然，還要從運動鞋的功能上去考慮鞋底紋路的設計，從

49、而確定耐磨耗性和止滑性之間的最佳平衡點。 </p><p><b>　　透氣性</b></p><p>　　透氣性不僅只限于鞋面，鞋底同樣也要求有透氣性。因為在正常穿用運動鞋時，人足部皮膚的溫度可達到34～35℃；而在激烈運動時，其溫度將達到43～49℃；此外，大底紋路設計越粗糙、愈復雜，與地面摩擦力就愈大，熱度也愈高。因此，鞋底透氣性的設計是非常必要的，但同時要考慮

50、其防水性，一般是在氣窗處涂抹一層能透氣的防水膠，或采用美國wL.GORE公司的GORE TE×材料。</p><p><b>　　支撐力</b></p><p>　　支撐力是一個比較復雜的問題，具體說就是通過運動鞋緊縮厚實的設計，來保證腳對人體強有力的支撐。這種緊縮的設計，可以克服腳向四周分散力量，從而保證向上的支撐力。一般采用硬支撐片（如TPU片）從鞋腰延

51、伸至后跟，插人中底或在大底與中底之間，對人腳起平穩(wěn)支撐、固定的作用，也可防止運動中的扭傷。</p><p><b>　　避震性</b></p><p>　　人在負重的狀態(tài)下徒步行走，每公里約走600～700步。這就意味著每步行一公里，一只腳要承受600～700次的重力沖擊，若是激烈運動，則其沖擊力就更大。有人做過統(tǒng)計，一個人在跑步時，腳觸地的瞬間，受到地面的沖擊力將達

52、到人體重量的2～4倍。如果鞋沒有良好的減震系統(tǒng)來緩解這種沖擊，一定會使雙腳感到疲憊不堪，還會對大腦造成沖擊。一般情況下，采用具有一定彈性的中底（如EVA、PU）或在大底后跟嵌入具有彈性的墊片（如EVA、PU），以減少沖擊力。同時，可以達到能量回輸?shù)男Ч芰炕剌斒侵感自跊_擊到地面之后，借由受壓變形的彈性體將動能吸收，稍后，在它離地之前，因彈性體形狀的回復而將能量還給穿著者，使穿著者跑得更快、跳得更高）。</p><

53、p><b>　　抗扭傷性</b></p><p>　　人的腳是由26塊骨骼組成。人的行走過程是一個很復雜且科學的骨骼和肌肉協(xié)調運動的過程，腳從觸地到抬離地面，受到一個向上的沖力和向前的摩擦力，在腳觸地的瞬間，受到一個很大的沖力，在抬離地面前，需要對地面施加一定作用力以得到向前的摩擦力。在這一過程中，分析人腳的運動過程是這樣的：80%以上人的腳是以腳后跟外側先著地，此時腳后跟軸線略向外偏

54、斜，著地時腳受到一個很大的沖力，它自然地向內翻轉，以分散地面沖擊造成的對腳關節(jié)的傷害，最后腳后跟軸線從向外偏斜位置轉到垂直地面位置；在抬離地面前，各相關肌肉群及關節(jié)收縮緊張，以提供對地面的作用力，此時腳后跟軸線由垂直地面位置又轉到外斜位置，以提供作用力。在這一過程中，通常會出現(xiàn)兩種情況：過度翻轉和翻轉不夠。如果腳落地后向內翻轉時，腳后跟軸線過了垂直面向內斜，那么在腳離地時，它來不及調整到外斜位置，使肌肉骨骼未能做好充分準備，易造成運動扭

55、傷為了克服腳弓下塌的扁平足易出現(xiàn)運動扭傷的問題，鞋底一般設計成雙密度的彈性體，在鞋底后跟內側位置，設計一相對密度高的材料，以抵抗人腳過度翻轉而造成的扭傷。另一種情況是常發(fā)生在高腳弓的人身上的翻轉不夠的現(xiàn)象。由于高腳弓人的腳關節(jié)</p><p>　　6.1.3 氣墊結構與特點</p><p>　　外部:堅韌的聚氨酯材料構成氣囊壁，如圖5-1</p><p><

56、;b>　　圖5-1</b></p><p>　　內部:惰性大分子氣體，如圖5-2</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　特點：輕質、緩震、耐用、靈活</p><p>　　氣墊的分類（如圖5-3）：</p><p><b>　　圖5-3<

57、/b></p><p>　　6.1.4 外底材料評析</p><p>　　對于鞋底,用于運動鞋的材料基本是上EVA,TPR與橡膠了,其中EVA材料最輕,柔軟性較好,像大部分運動鞋都選用EVA鞋底,但EVA材質沒有什么摩擦性,走在光滑的地面上很容易滑倒,所以運動鞋一般都上EVA材料上加一些硬性材料在最底部.TPR與橡膠都是比較重的材料,柔軟性一般,摩擦很強,常用于皮鞋與兒童運動鞋中

58、,TPR與橡膠比EVA在于TPR與橡膠不宜變形。不同系列的運動鞋采用不同的外底，如表2。</p><p>　　表2 不同系列運動鞋鞋底表</p><p><b>　　真皮鞋底：</b></p><p>　　真皮鞋底是一種自己能自動呼吸并帶動腳呼吸的鞋底，透氣性好，不悶腳，能自動釋放吸收的汗液保持腳的干燥。真皮鞋底以牛皮為主，價格較高。其優(yōu)點是

59、易定型、不變型、合腳、彈性好，能減低沖擊而不易疲勞，通氣、吸收濕氣等，同時易加工，型態(tài)易顯示美感。質地堅硬不易被刺穿，但被水、油浸泡后容易翹曲變形或腐爛。它的主要特點：①有較好的熱絕緣性保證腳在鞋內合適的溫度②重量輕，每平方厘米的重量在0．95～1.05克，正好和水的密度相同?？梢苑浪⒃谛硬辉俪睗竦臅r候釋放出濕氣，保證鞋子處于舒適的狀態(tài)。③獨特的三維纖維結構，鞋底在180度彎曲時不折斷。能很快適應腳形，可以有效支撐地面的撞擊，比同等

60、厚度其他材料鞋底更有效地保護腳。</p><p><b>　　橡膠底（RB）：</b></p><p>　　RB是英文rubber(橡膠)的縮寫；熱壓塑成型，分天然橡膠與再生橡膠。質重，不耐油，模制底時必須在貼合面磨粗，經(jīng)加溫時易縮短，顏色不一致。</p><p>　　優(yōu)點：耐磨性佳、防滑、有彈性、不易斷裂，柔軟度較好、伸延性好、收縮穩(wěn)定，硬度

61、佳、彎曲性好，防水。</p><p>　　缺點：較重、易吐霜（屬品質問題）、不易腐蝕（環(huán)保問題）；不堅硬，容易被扎透；透氣性、吸濕性不好，怕油浸泡，不宜在汽車加油站等接觸油的地方穿。</p><p><b>　　仿皮底：</b></p><p>　　是一種比較典型的橡塑并用高彈性的材料，主要成分以橡膠為基料，加入10％～30％的高苯乙烯，模仿真

62、皮底革性能制作。外觀與天然底革相似，有粒面花紋，其制成的產品輕巧，線條清晰；穿著時輕快、舒適，而且沒有響聲、防滑、耐磨，這樣的鞋底，既具有良好的彈性，又具有較高的硬度和剛性，其性能很類似天然皮革。雖然不具備天然皮革的透氣、吸濕性能，但它也有不怕水的優(yōu)點。</p><p><b>　　牛筋(津)底：</b></p><p>　　Thermoplastic elastom

63、er bottom，一種淡黃色半透明的鞋底，因其顏色與性狀似牛蹄筋而得名。”牛筋底”是形容和牛筋一樣結實，但是牛筋底是人工制造的，也叫熱塑彈性橡膠底。（最先是從橡膠牛筋開始，當時主要是做涼鞋后把這種顏色和其他材料連起來通稱牛筋色。可以說牛筋起先是指天然橡膠，后演變?yōu)樯ǚQ呼。）</p><p>　　牛筋底可以用橡膠來做，也可以用塑料來做，而以用熱塑橡膠（TPR）制作最為方便。這種鞋底外觀漂亮，而且有較好的彈性和耐

64、磨性，穿著舒適，走路無聲響。</p><p>　　橡膠牛筋：時間久會泛白表面有一層霧狀分泌物；用刀片切少許用火點燃成黑灰殘留白色固體少許，燃燒時難出現(xiàn)滴落現(xiàn)象，并出現(xiàn)橡膠惡臭有少許黑煙。（現(xiàn)技術發(fā)展有些橡膠牛筋霧狀分泌物可能不會出現(xiàn)。）</p><p>　　TPR牛筋：用刀切少許用火點燃，燃燒時有黑煙拌有少許灰綠、有種滴落現(xiàn)象、有膠臭味、燃燒時間比橡膠牛筋快少許，殘留少許黑焦固體狀。<

65、;/p><p><b>　　6.2 拖鞋</b></p><p>　　關于拖鞋，清人徐珂認為：“拖，曳也。拖鞋，鞋之無后跟者也。任意曳之，取其輕便也?！边@種“任意曳之”的定義，正反映出拖鞋無拘無束極其休閑的精神。就拖鞋本身來說，無遮無攔的，往腳上一套就行了，無疑是對腳的解放 。在現(xiàn)代鞋子的功能也逐漸增加。鞋子的功能有主要功能和附加功能。保護功能一直是鞋子最基本和最主要

66、的功能。附加功能有增高、矯正、醫(yī)療和裝飾等特殊功能。</p><p>　　6.2.1 人的心理特性對拖鞋設計的影響</p><p>　　心理學是人機工程學的主觀方面，把握人們的心理，才能贏得市場。隨著人們生活水平的提高，對鞋子設計更關注精神方面的需求。因此，鞋類設計在滿足人們使用功能時，應考慮消費者的心理需求。心理學可以分為功能心理、使用心理、審美心理、消費心理和環(huán)境心理。我們應發(fā)揮自

67、己的創(chuàng)造性思維，運用高新技術成果和現(xiàn)代的工藝技術，創(chuàng)造出內在質量和外觀具佳的有持久生命力的新產品，如圖5-4。 </p><p><b>　　圖5-4</b></p><p>　　6.2.2 不同拖鞋的人機關系分析</p><p>　　桑拿、溫泉、浴室最適合這款拖鞋，如圖5-5，鞋底很大的縫隙不會存積水，而且特別設計的紋理能夠達到腳底

68、按摩的效果，同時也起到防滑的作用。不過不適合穿著它進行長時間的室外活動。</p><p><b>　　圖5-5</b></p><p>　　這是一款USB接口的一雙棉拖 當你在寒冷冬天上網(wǎng)時候，如果對于開空調太干燥，而開電熱器太熱時候，可以嘗試下這款有USB接口的拖鞋，它保證你的腳的暖和，如圖5-6。</p><p><b>　　圖5

69、-6</b></p><p>　　下面一款為孕婦拖鞋，因為它具有方便、柔軟有彈性等優(yōu)點，孕婦一般喜歡穿著，如圖5-7。因為拖鞋本身不穩(wěn)，拖鞋沒有包覆腳部，行走時腳掌需要花更多的力量來抓住拖鞋，因此容易造成孕婦行走時分心，增加跌倒的可能性。而長時間用腳抓住拖鞋，也容易引起足底炎，因此以薄布拖鞋為宜。值得注意的去浴室或上下樓梯時，一定要穿防滑功能好的鞋，能幫助孕婦穩(wěn)固重心，否則容易引起摔跤。如鞋子本身防滑

70、功能差，則可在鞋底加固防滑鞋墊。不過目前市場上流行的涼拖鞋如果款式合適也可滿足孕婦涼快又安全的目的。</p><p><b>　　圖5-7</b></p><p>　　一種養(yǎng)生保健鞋，屬具保健功能的服飾品，主要由鞋和粘貼于鞋內底部上的養(yǎng)生保健墊層構成，如圖5-8，該養(yǎng)生保健墊層由墊層材料和置于墊層材料內的顆粒狀中藥和礦物混合物構成。該中藥和礦物混合物可包括陽起石、鐘乳

71、石、琥珀、龍骨、金錢草、麝香、龜板、玉石等，當人體穿著時，養(yǎng)生保健墊層作用于人體足底涌泉穴、然谷穴及其所在的經(jīng)絡，具有活血通絡、排毒理氣、增強免疫等功效。</p><p><b>　　圖5-8</b></p><p><b>　　7 結束語</b></p><p>　　人機工程學的顯著特點是在認真研究人、機、環(huán)境三個要

72、素本身特性的基礎上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。在人機工程學中將這個系統(tǒng)稱為“人——機——環(huán)境”系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關系決定著系統(tǒng)總體的性能。此次的課程設計就是運用人機系統(tǒng)設計理論，希望能利用三個要素間的有機聯(lián)系來設計鞋子。在些次課程設計中, 我們試圖將腳與鞋進行和諧的結合，使人性化的設計體現(xiàn)出對人的尊重和關心

73、，并力圖讓鞋子變得舒適、美觀、實用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]丁玉蘭，人機工程學（第三版）北京理工大學出版社，2005</p><p>　　[2] 歐陽文昭，廖可兵.安全人機工程學.北京：煤炭工業(yè)出版社.2002 </p><p>　　[3]鞋博十信箱《中國皮革》2010年