安全人机课程设计-鞋 - 图文

湖南工学院安全人机课程设计

课

程 设 计

设计课题 鞋子设计中的人机评价 系部班级 安本1101、1102班

所属专业 安 全 工 程 学生姓名 廖梦婷 陈宇 指导教师 刘爱群

设计时间 2013.6.15---2013.6.21

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鞋子设计中的人机评价

安本1101班 廖梦婷 安本1102班 陈宇

[摘 要]随着人类社会的发展，人们越来越重视健康。人的生活质量和健康在很大程度上依赖于人体同诸如生活用品、交通系统、衣着、工作和生活场所、以及娱乐活动等各种因素之间的几何关系。为了优化鞋子的技术设计，确保人与环境之间的协调性，必须量化鞋子与人机工程学的关系。而这种几何关系的确定基础就是人体测量及其测量数据。

[关键词]人机工程学；鞋子；设计；测量

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【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 same 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 of the shoes, to ensure coordination between the people and the environment, which must be quantified the relationship between shoes and ergonomics. And this is the basis of the determination of the geometric relationships and anthropometric measurements 【KEY WORDS】：Ergonomic；design；shoe；materials

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目 录

1 前言 .................................................. 5 2 鞋子的概述 ............................................ 6 3 鞋子的使用现状及分析.................................. 7

3．1一鞋多用 ......................................... 7 3．2无名品牌设计不合理 ............................... 7 3．2运动鞋不可“超期服役” ........................... 7 4 人体的足部参数 ........................................ 6

4．1人体足部静态参数 ................................. 7 4．2人体足部动态参数 ................................. 7 4．3鞋与脚的人机尺寸 ................................. 7 5 鞋子组成部分及人机关系分析 ............................ 8

5．1用料 ............................ 错误！未定义书签。 5．2鞋楦 ............................ 错误！未定义书签。 5．3鞋底 ............................................ 10 5．4鞋帮 ............................................ 11 5．5鞋带 ............................................ 11 6 不同鞋子的人机关系评析 ............................... 22 6．1 运动鞋 .......................................... 19 6.1.1产品外观分类 ................................. 19

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6.1.2运动鞋的主要性能评析 ......................... 19 6.1.3气垫结构与特点 ............................... 19 6.1.4外底材料评析 ................................. 19 6．2 拖鞋 ............................................ 19 6.1.2人的心理特性对拖鞋设计的影响 ................. 19 6.1.2不同拖鞋的人机关系分析 ....................... 19 7 结束语 ............................................... 22 参考文献 ................................................ 23

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1 前 言

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发,运用人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科.随着人类社会的进步,让人类劳动、生活、生存在一个安全和谐的社会之中,成为人类社会共同努力的目标。

随着我国高等教育制度的改革和发展，高校办学和管理模式逐渐发生变化，从主要依靠国家投入转向与社会化、市场化相结合；而达到这样的目的，需要运用安全人机工程学的知识进行探索设计.

2 鞋子的概述

鞋是我们生活中最普通不过的用品，而它的设计中反映出许多人机工程学的问题。鞋的产生与自然环境、人类的智慧密不可分。远古时代，土地的高低不平，气候的严寒酷暑，人类本能地要保护自己的双脚，于是就出现了鞋：简单包扎脚的兽皮，树叶，便成了人类历史上最早的鞋。鞋的种类有很多，其作用也是多种多样的，但无外乎都是保护我们的双脚，保持我们走路或运动时的舒适度，有些鞋是娱乐型和功能型的，如轮滑鞋、高跟鞋、安全鞋，这里我只对我们日常生活中所穿的写进行讨论。现在鞋子的设计在保护我们的双脚舒适的基础上还对其外形的美观有所要求。而设计比较好的鞋子则较多地考虑了人的生理和心理的需要，鞋子底部软硬适度、材料适当有利于保护足部；鞋帮曲度合理，鞋身的透气良好性，行走或运动时脚腕用力。以上这些考虑是人的生理上的满足，不仅如此，其或强烈或淡雅的色彩和鞋底身合理曲度给人带来视觉上的美感，这些是人的心理上的满足。

穿鞋是保护双脚的重要措施，它的作用是保护双脚的舒适，避免双脚受到不必要的损害。每一种鞋子都针对某一使用者群体（如儿童）而设计的，它不可能适用于所有的使用者，所以，选择一双适合自己双脚的鞋子就显得非常重要了。所以鞋子要符合以下的设计要求：

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（1）鞋样设计的各特征部位数据和结构，必须以脚型规律为依据，符合脚的生理和运动要求。

（2）少年儿童、老年人或脚气患者，应选用鞋底较柔软的鞋子。 （3）常运动的人群，脚部易出汗，应选用透气良好的鞋子。

3 鞋子的使用现状及分析

前不久，对某高校大一学生进行了运动鞋情况的调查，发现有82.7%的学生穿运动鞋，其中有56.4%的学生说自己一年四季全穿运动鞋。如今，穿运动鞋已成为校园的时尚。但是，在调查中也发现学生脚上的运动鞋存在许多问题。

3.1 一鞋多用

在调查中发现，34.6%的男生穿篮球鞋，18.3%的男生穿足球鞋（普通胶钉），52.8%的女生穿普通跑鞋，22.1%的女生穿体操鞋。但是在具体的体育活动时，许多同学却是以“不变应万变”，有的穿足球鞋打篮球常会摔倒，穿体操鞋短跑常会掉鞋，穿篮球鞋立定跳远常会坐在沙坑里??看来，学生只是凭自己的兴趣来购买鞋子，而忽视了鞋子的功能。

3.2 无名品牌设计不合理

如今，只有少数学生穿名牌运动鞋，大多数学生穿的是无名品牌。在这些不知名品牌的鞋子中，多数存在设计不合理的缺陷。突出的问题是一些运动鞋的鞋底太软，从人体骨骼发育角度来看，太软的鞋底并不适合青少年。某运动专家说，青少年的骨骼发育还没有成型，过于松软的鞋底容易造成其足部不稳定转动，产生劳损，也容易受伤，如图2-1。每个人的足部着力点都不一样，一些扁平足的学生鞋底硬一些反而更好，可以调节足部受力。另外，一些同学的鞋底过于平坦，没有任何坡度，不利于身体平衡和蹬地用力。为此，学生要购买鞋底稍硬且有3厘米坡度的运动鞋。

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图2-1

另外，质量问题也很严重，刚穿时磨脚、挤脚，短期内就出现断底、塌跟、开胶等毛病，给学生的日常活动造成了很大的麻烦。

3.3 运动鞋不可“超期服役”

大部分学生和家长认为，只要鞋面不损坏，鞋底不断裂，就可以永久地穿。但专家认为，一双鞋穿得太久，容易因长期挤压、摩擦而导致鞋子变形，不仅保护不了足部，还会造成损伤。过于破旧的运动鞋可以造成胫骨痛和跟腱劳损等病症。

运动鞋的寿命因人而异，体重大的人鞋子寿命相对较短；同时也与运动场地有关，在水泥球场打球与在塑胶、木地板场地打球的鞋子寿命要缩短两倍。如果用运动量来确定运动鞋的寿命，一般来讲，一双跑步鞋可以“服役”600公里左右，一双篮球鞋可以“征战”一年，而体操鞋半年就该“退休”了。

所以鞋子在设计时，就要特别注意以上问题，结合安全人机学，从使用角度出发，设计出更加符合人们需求的鞋子。

4 人体足部参数

足部尺寸是最基本和核心的要素，要设计一双舒适的鞋子，与足部尺寸的合理应用有着重要的关联性 。

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足部尺寸包括：静态尺寸、动态尺寸

4.1 人体足部静态参数

如图 3-1和不同年龄段人群的足部测量数据（表1）

图3-1

表1 不同年龄段人群的足部测量

4.2 人体足部动态参数

功能尺寸是人在进行活动的时候由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，在鞋子设计中往往起着主导作用。例如，如果一个人的脚长是235mm，那么他应该选240码的鞋子，这样会给脚一定的活动空间，穿起来才会舒服。如图3-3所示

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图 3-3

4.3 鞋与脚的人机尺寸

4.3.1 脚的测量

测量时必须采取的正确姿势（如图3-4）： 双腿平行站立（勿坐！勿蹲） 体重均分在双脚上

图3-4

4.3.2 中国鞋子尺寸一般用号 女鞋（如表2） 脚长22.5 （cm） 鞋子尺35 寸 男鞋（如表3） 脚长24.5 （cm） 鞋子尺39 寸 25 40 25.5 41 26 42 26.5 43 27 44 27.5 45 28 46 23 36 23.5 37 24 38 24.5 39 25 39 25.5 40 26 40 表2 女鞋尺寸表 表3 男鞋尺寸表

5 鞋子组成部分及人机关系分析

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5.1 用料

面料

主要有皮革、合成革、纺织物、橡胶和塑料等。皮鞋面料多用经过鞣制的牛、猪、羊皮粒面软革或翻毛软革,以及合成革;高档鞋也有用鳄鱼皮、蛇皮、鸡爪皮的。布鞋和胶鞋多选用坚固、耐磨，保温性、吸湿性好的棉布和毛呢，如贡布、平绒、线呢、灯芯绒、帆布以及华达呢、花呢、海军呢、大衣呢等。各种合成树脂和天然橡胶则为塑料鞋和胶鞋的主要材料。 里料

里料 主要有棉布、山(绵)羊皮、棉絮、毛毡、人造毛、松紧绒等。皮鞋鞋里的后半部多用质地较柔软的山、绵羊皮革，前半部多用帆布；布鞋的鞋里大都采用本色白布或漂白布；胶鞋都用细帆布作里料。冬季防寒的皮鞋采用毛毡或经过硝制的毛皮作鞋里;布棉靴（鞋）一般絮入棉花后再用一层棉布作里，也可用毛毡或松紧绒作里。目前有些鞋还采用树脂发泡复合材料或人造毛作鞋里。 底料

底料 主要有硬革、软革、仿皮革、布、橡胶、塑料、橡塑和橡塑发泡材料等。硬革是以牛、猪皮经加工而成的,多用于皮鞋,少量用来制作皮底布鞋。此外，皮鞋还广泛采用仿皮底。布是传统布鞋底的主要材料。以旧布为原料经加工打成袼褙或补絮成底坯，用麻绳以手工或机器纳成千层底或毛布底。塑料主要是聚氯乙烯树脂，多用于塑料鞋和布鞋。 橡胶有天然橡胶和合成橡胶，用于胶鞋和布鞋。软革有人造革和天然皮革两种，多用于布拖鞋和软底布鞋。橡塑和橡塑发泡材料多用于皮鞋和布鞋。 辅料

辅料 主要有鞋眼（圈、钎），鞋带，橡筋布，尼龙搭扣，拉链，丝、棉、麻缝线（绳），钉，铆钉，无纺布,纸板,作内包头和主跟用的皮革，各种装饰物、支撑件、胶粘剂，以及浆糊等。

5.1 鞋楦

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鞋楦是鞋子的灵魂。鞋楦就是鞋子预备提供给穿着的脚的体积空间，是穿着的脚的科学模拟。鞋楦的设计是人体工程学和艺术的结合。首先是鞋子的功能要求决定了鞋楦设计的基本方向，这主要是鞋楦设计的技术方面。比如运动类的鞋楦就和时装鞋的鞋楦有很大区别。运动类的鞋楦设计要研究脚在运动中的肌肉变化，热膨胀等等。而时装鞋的鞋款简洁，以体现美为主，因而时装鞋的鞋楦考虑的主要是设计型的优美。时装鞋的鞋款最终成型的好外建立在鞋楦的优秀设计基础上。其次是品牌的特色。同一种类鞋的鞋楦设计不同的品牌在主要特点一致的情况下，设计鞋楦要融入自己品牌的特色。以此为基础的鞋款的设计才能树立自己的形体特色。

图4-1

5.3 鞋底

当鞋楦设计确定后，就是鞋底设计。鞋底设计的好外充分体现了鞋楦的技术设计。一般通过一双鞋的鞋底设计就能判断鞋的设计水平。尤其运动类的鞋子，鞋底的设计就决定了鞋子的价位。不同功能要求也决定了鞋底的形状，如慢跑鞋的鞋底就比全能鞋的鞋底轻便。同时也决定了材料的选用，慢跑鞋一般采用较轻的PHYLON材料或EVA材料，以便保证跑步时的轻盈。此外，鞋底的图表线条等设计上必须充分体现品牌的个性视觉语言。在实际当中，一款鞋设计合理，往往是鞋底造型和帮面款式、帮面材料和颜色协调和谐。

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5.4 鞋帮

鞋帮是鞋子的门面。楦型鞋底的设计确定下来后，鞋款的频繁变化主要看鞋帮的设计。鞋帮的造型款式和结构安排受到楦型的制约和影响，要符合楦型并按设计规律设计。一般来说，鞋帮颜色、鞋帮结构安排应当随着楦型特点去设计，鞋里结构和颜色设计又要兼顾鞋面的款式特点，鞋帮结构组成更要考虑制作工艺。所以，鞋帮设计是一个系统工程。

在鞋底上所有部分，缝制或采用其它他方法结合成为一个整体单元，与内底和外底结合称之为鞋帮。鞋帮为一双鞋的基本部分，由前帮或鞋的前部，后帮即鞋的侧面和后部，以及为加强鞋面用的鞋里构成。帮面可以使用各种材质，可以是天然皮革、人造合成材料或织物等。因为皮革上的毛孔，使皮革有良好的透气性，从而能使脚保持凉爽，所以皮革有帮面在帮面材料的选择上具有明显的优势。动物皮的塑性进一步适应脚的形状，使脚进行呼吸和有助于脚功能的发挥。相反帮面为合成材料时，表现出来的是弹性性能，这意味着鞋帮面不会像皮革一样符合脚的开卷。在大规模生产中合成材料比较便宜，为常用的材料。鞋帮可以说是鞋的脸面，它的美观与否，能左右销售。鞋帮的使用寿命长短，是整双鞋使用寿命长短的决定因素之一。

5.5 鞋带

鞋带，英文：Shoelace、Shoestring。顾名思义是一根带子。但这不是一种普通的带子，用于绑住鞋子内、外帮面，装饰帮面，调节鞋子松紧度，保证脚踝安全性等。广泛应用于各类运动鞋、休闲鞋、正装皮鞋。

鞋带的主要功能在于调节鞋子的松紧度。由于青少年在成长过程中脚版的宽度、脚面的厚度是不断成 长的，要通过有鞋带的鞋子，让脚部有充分的空间发育。另外人体运动造成的脚部热胀冷缩，所以鞋带也广泛运用于运动鞋、户外鞋、劳保鞋，以保证鞋子穿着的舒适性。鞋子的刚，鞋带的柔；通过鞋带的搭配，可以让鞋子更变化多样、时尚靓丽。

由于鞋带的材料有一定的伸缩性，国内业内测量鞋带的长度一般以自然下垂进行测量的。不同的鞋带系法其需要的长度不一样，比目前最普通的鞋带交叉式系法为例，如图4-2。

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图4-2

设鞋带的长度为X， 鞋上一共有多少对鞋孔：n: 相邻两个鞋孔之间的距离：d

左面那一行鞋孔和右边那一行鞋孔的距离：g 记住下面的公式哦：X=G+2n*sqr(d^2+g^2)

这个公式只考虑穿过鞋孔的长度，不考虑系蝴蝶结所需要的长度。而一般的鞋子系蝴蝶结需要50cm左右。也就是说X+50cm就是你所需要的鞋带长度了！像纽扣鞋带不需要打蝴蝶结的，鞋带长度就要比普通鞋带少30-40cm了。

6 不同鞋子的人机关系评析

6.1 运动鞋

运动鞋，顾名思义是指在健身或竞技体育比赛时所穿的鞋。它能满足人们运动的各种需求，保证人脚能够在运动中发挥其基本功能。运动又分为竞技体育运动和健身体育运动等。无论是哪一种运动都需要脚穿上具有保护作用，提高运动效果等方面的鞋，因此在运动鞋的设计与制造过程中应充分考虑人机工程学在其中的应用。

运动鞋材料运用的范围要比皮鞋、布鞋宽广。运动鞋的材料在帮面上，纺织材料、皮革、人造革、合成材料均有大量运用。在大底材料中，除了橡胶、PU、PVC以外，还大量使有EVA、TPR、SBS等各种热塑性弹性体、高分子复合

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材料、功能材料。辅料方面，金属部件、塑料部件的运用也较皮鞋、布鞋等要多一些。同时运动鞋功能要求也极大促进了新品种材料的研发进程。 6.1.1 产品外观分类： 如表1.

专业比赛型 铺设人工塑料草的场地 适用于表面松软或者非常松软的草地，例如天然草场。这种鞋的鞋钉通常是可以自由装卸的金属钉，有点类似于田径运动员穿的钉鞋，有时候我们看到足球比赛中因为下雨，场地变得松软，球员会换上更长的鞋钉。 适用于人工铺设草皮的场地。这几乎是全能足球鞋了，什么场地都能穿，也可以当休闲鞋，适合室内、土场，价格最便宜 室内场地 如果穿钉鞋，做急停转身之时，力量便集中在脚下的几个个别钉柱上，使鞋底 适用于人造草皮 与地面的接触面减少，便很容易出现打滑或摔倒。所以IN大多是平底设计。 钉子长于碎钉，抓地力更强，灵敏度会更强于碎钉。但是相对于FG,HG,他对膝盖和踝的损伤却大大减小。耐克的AG相当于HG的另一种版本，鞋钉很密，但是比较短 表4 不同场地运动鞋表

6.1.2 运动鞋的主要性能评析

众所周知，运动鞋鞋底与鞋面不同之处，就是它要承载一个人全身的体重，在跑步等快速运动时，甚至要受到约2～4倍体重的压力。不仅如此，还要求它能具备耐磨性、避震性、弹性、防滑性、抗扭伤性、舒适透气性，软硬度适宜，重量轻和耐挠曲等功能。那么如何才能达到这么多的要求呢？这就必须要求制鞋从运动鞋的定位上进行受力分析，通过检测分析手段，为鞋底设计 提供依据。现就运动鞋几个关于人机工程的主要性能对鞋底受力的影响进行分析。

耐曲挠性

运动鞋的耐折性是消费者优先考虑的要素，也是国内质量监督部门十分注重的一个物性指标，其测试方法是GB/T3903.1 1994的国家标准，在鞋底跖趾

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关节处割口5mm长，以每秒约4次的折挠频率进行测试，要求极其苛刻。所以，鞋底设计生产时，应考虑鞋底弯折沟的厚度和底材的韧性。一般弯折沟的设计均以圆弧形为主，可避免应力集中，起分散弯折力和延伸力的作用，同时，在弯折沟背面应以加强筋的方式加厚至2.0mm以上。

耐磨性

在国内还处于较低消费水平的现阶段，运动鞋的耐穿性无疑是消费者最关心的，其中除鞋底的耐折性外，能否耐磨也是耐穿性的决定因素之一。一些受磨功能要求高的运动鞋（如：球鞋），就须选用耐磨性能好的橡胶做大底，如采用意大利超强耐磨的vibra橡胶底。或者在鞋头内侧和后跟外侧，特意设计耐磨的橡胶贴片，目前最佳的测试方法是以SATRATM174-94进行DIN测试评估。

止滑性

在进行篮球运动时常常有急停、急转动作，此时要求运动鞋（如：蓝球鞋）具有较高止滑性，否则，不仅会引起一场精采赛事的失利，还可能会造成运动员受伤。然而，在鞋底其他方面条件不变的条件下，耐磨耗性和止滑性却是成反比的，耐磨耗性越好，就意味着止滑性下降；止滑愈佳，则其耐磨性就差。所以应通过大量的测试对比，找到耐磨耗性和止滑性最佳的结合点，来进行设计生产。当然，还要从运动鞋的功能上去考虑鞋底纹路的设计，从而确定耐磨耗性和止滑性之间的最佳平衡点。

透气性

透气性不仅只限于鞋面，鞋底同样也要求有透气性。因为在正常穿用运动鞋时，人足部皮肤的温度可达到34～35℃；而在激烈运动时，其温度将达到43～49℃；此外，大底纹路设计越粗糙、愈复杂，与地面摩擦力就愈大，热度也愈高。因此，鞋底透气性的设计是非常必要的，但同时要考虑其防水性，一般是在气窗处涂抹一层能透气的防水胶，或采用美国wL.GORE公司的GORE TE×材料。

支撑力

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支撑力是一个比较复杂的问题，具体说就是通过运动鞋紧缩厚实的设计，来保证脚对人体强有力的支撑。这种紧缩的设计，可以克服脚向四周分散力量，从而保证向上的支撑力。一般采用硬支撑片（如TPU片）从鞋腰延伸至后跟，插人中底或在大底与中底之间，对人脚起平稳支撑、固定的作用，也可防止运动中的扭伤。

避震性

人在负重的状态下徒步行走，每公里约走600～700步。这就意味着每步行一公里，一只脚要承受600～700次的重力冲击，若是激烈运动，则其冲击力就更大。有人做过统计，一个人在跑步时，脚触地的瞬间，受到地面的冲击力将达到人体重量的2～4倍。如果鞋没有良好的减震系统来缓解这种冲击，一定会使双脚感到疲惫不堪，还会对大脑造成冲击。一般情况下，采用具有一定弹性的中底（如EVA、PU）或在大底后跟嵌入具有弹性的垫片（如EVA、PU），以减少冲击力。同时，可以达到能量回输的效果（能量回输是指鞋底在冲击到地面之后，借由受压变形的弹性体将动能吸收，稍后，在它离地之前，因弹性体形状的回复而将能量还给穿着者，使穿着者跑得更快、跳得更高）。

抗扭伤性

人的脚是由26块骨骼组成。人的行走过程是一个很复杂且科学的骨骼和肌肉协调运动的过程，脚从触地到抬离地面，受到一个向上的冲力和向前的摩擦力，在脚触地的瞬间，受到一个很大的冲力，在抬离地面前，需要对地面施加一定作用力以得到向前的摩擦力。在这一过程中，分析人脚的运动过程是这样的：80%以上人的脚是以脚后跟外侧先着地，此时脚后跟轴线略向外偏斜，着地时脚受到一个很大的冲力，它自然地向内翻转，以分散地面冲击造成的对脚关节的伤害，最后脚后跟轴线从向外偏斜位置转到垂直地面位置；在抬离地面前，各相关肌肉群及关节收缩紧张，以提供对地面的作用力，此时脚后跟轴线由垂直地面位置又转到外斜位置，以提供作用力。在这一过程中，通常会出现两种情况：过度翻转和翻转不够。如果脚落地后向内翻转时，脚后跟轴线过了垂直面向内斜，那么在脚离地时，它来不及调整到外斜位置，使肌肉骨骼未能做好充分准备，易造成运动扭伤为了克服脚弓下塌的扁平足易出现运动扭伤的问题，

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鞋底一般设计成双密度的弹性体，在鞋底后跟内侧位置，设计一相对密度高的材料，以抵抗人脚过度翻转而造成的扭伤。另一种情况是常发生在高脚弓的人身上的翻转不够的现象。由于高脚弓人的脚关节一般比较僵硬，在脚落地时，往往不能完全翻转到垂直位置，不足以化解地面对脚及各关节的冲击，而易造成扭伤，有此类脚的人，往往在其整个鞋外侧，磨损比较厉害，后跟避震好和符合脚型的鞋楦是其最佳的选择。当然，也可从鞋垫的设计上，来增强抗扭力和减轻疲劳感。 6.1.3 气垫结构与特点

外部:坚韧的聚氨酯材料构成气囊壁，如图5-1

图5-1

内部:惰性大分子气体，如图5-2

图5-2

特点：轻质、缓震、耐用、灵活 气垫的分类（如图5-3）：

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图5-3

6.1.4 外底材料评析

对于鞋底,用于运动鞋的材料基本是上EVA,TPR与橡胶了,其中EVA材料最轻,柔软性较好,像大部分运动鞋都选用EVA鞋底,但EVA材质没有什么摩擦性,走在光滑的地面上很容易滑倒,所以运动鞋一般都上EVA材料上加一些硬性材料在最底部.TPR与橡胶都是比较重的材料,柔软性一般,摩擦很强,常用于皮鞋与儿童运动鞋中,TPR与橡胶比EVA在于TPR与橡胶不宜变形。不同系列的运动鞋采用不同的外底，如表2。

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跑步鞋 综合训练鞋 篮球、网球鞋 户外运动鞋 女子运动鞋 表2 不同系列运动鞋鞋底表

真皮鞋底：

真皮鞋底是一种自己能自动呼吸并带动脚呼吸的鞋底，透气性好，不闷脚，能自动释放吸收的汗液保持脚的干燥。真皮鞋底以牛皮为主，价格较高。其优点是易定型、不变型、合脚、弹性好，能减低冲击而不易疲劳，通气、吸收湿气等，同时易加工，型态易显示美感。质地坚硬不易被刺穿，但被水、油浸泡后容易翘曲变形或腐烂。它的主要特点：①有较好的热绝缘性保证脚在鞋内合适的温度②重量轻，每平方厘米的重量在0．95～1.05克，正好和水的密度相同。可以防水并在鞋子不再潮湿的时候释放出湿气，保证鞋子处于舒适的状态。③独特的三维纤维结构，鞋底在180度弯曲时不折断。能很快适应脚形，可以有效支撑地面的撞击，比同等厚度其他材料鞋底更有效地保护脚。

橡胶底（RB）：

RB是英文rubber(橡胶)的缩写；热压塑成型，分天然橡胶与再生橡胶。质重，不耐油，模制底时必须在贴合面磨粗，经加温时易缩短，颜色不一致。

优点：耐磨性佳、防滑、有弹性、不易断裂，柔软度较好、伸延性好、收缩稳定，硬度佳、弯曲性好，防水。

缺点：较重、易吐霜（属品质问题）、不易腐蚀（环保问题）；不坚硬，容易被扎透；透气性、吸湿性不好，怕油浸泡，不宜在汽车加油站等接触油的地方穿。

仿皮底：

是一种比较典型的橡塑并用高弹性的材料，主要成分以橡胶为基料，加入10％～30％的高苯乙烯，模仿真皮底革性能制作。外观与天然底革相似，有粒面花纹，其制成的产品轻巧，线条清晰；穿着时轻快、舒适，而且没有响声、防滑、耐磨，这样的鞋底，既具有良好的弹性，又具有较高的硬度和刚性，其

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性能很类似天然皮革。虽然不具备天然皮革的透气、吸湿性能，但它也有不怕水的优点。

牛筋(津)底：

Thermoplastic elastomer bottom，一种淡黄色半透明的鞋底，因其颜色与性状似牛蹄筋而得名。”牛筋底”是形容和牛筋一样结实，但是牛筋底是人工制造的，也叫热塑弹性橡胶底。（最先是从橡胶牛筋开始，当时主要是做凉鞋后把这种颜色和其他材料连起来通称牛筋色。可以说牛筋起先是指天然橡胶，后演变为色卡称呼。）

牛筋底可以用橡胶来做，也可以用塑料来做，而以用热塑橡胶（TPR）制作最为方便。这种鞋底外观漂亮，而且有较好的弹性和耐磨性，穿着舒适，走路无声响。

橡胶牛筋：时间久会泛白表面有一层雾状分泌物；用刀片切少许用火点燃成黑灰残留白色固体少许，燃烧时难出现滴落现象，并出现橡胶恶臭有少许黑烟。（现技术发展有些橡胶牛筋雾状分泌物可能不会出现。）

TPR牛筋：用刀切少许用火点燃，燃烧时有黑烟拌有少许灰绿、有种滴落现象、有胶臭味、燃烧时间比橡胶牛筋快少许，残留少许黑焦固体状。

6.2 拖鞋

关于拖鞋，清人徐珂认为：“拖，曳也。拖鞋，鞋之无后跟者也。任意曳之，取其轻便也。”这种“任意曳之”的定义，正反映出拖鞋无拘无束极其休闲的精神。就拖鞋本身来说，无遮无拦的，往脚上一套就行了，无疑是对脚的解放 。在现代鞋子的功能也逐渐增加。鞋子的功能有主要功能和附加功能。保护功能一直是鞋子最基本和最主要的功能。附加功能有增高、矫正、医疗和装饰等特殊功能。

6.2.1 人的心理特性对拖鞋设计的影响

心理学是人机工程学的主观方面，把握人们的心理，才能赢得市场。随着人们生活水平的提高，对鞋子设计更关注精神方面的需求。因此，鞋类设计在满足人们使用功能时，应考虑消费者的心理需求。心理学可以分为功能心理、

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使用心理、审美心理、消费心理和环境心理。我们应发挥自己的创造性思维，运用高新技术成果和现代的工艺技术，创造出内在质量和外观具佳的有持久生命力的新产品，如图5-4。

图5-4

6.2.2 不同拖鞋的人机关系分析

桑拿、温泉、浴室最适合这款拖鞋，如图5-5，鞋底很大的缝隙不会存积水，而且特别设计的纹理能够达到脚底按摩的效果，同时也起到防滑的作用。不过不适合穿着它进行长时间的室外活动。

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图5-5

这是一款USB接口的一双棉拖 当你在寒冷冬天上网时候，如果对于开空调太干燥，而开电热器太热时候，可以尝试下这款有USB接口的拖鞋，它保证你的脚的暖和，如图5-6。

图5-6

下面一款为孕妇拖鞋，因为它具有方便、柔软有弹性等优点，孕妇一般喜欢穿着，如图5-7。因为拖鞋本身不稳，拖鞋沒有包覆脚部，行走时脚掌需要花更多的力量来抓住拖鞋，因此容易造成孕妇行走时分心，增加跌倒的可能性。而长时间用脚抓住拖鞋，也容易引起足底炎，因此以薄布拖鞋为宜。值得注意的去浴室或上下楼梯时，一定要穿防滑功能好的鞋，能帮助孕妇稳固重心，否则容易引起摔跤。如鞋子本身防滑功能差，则可在鞋底加固防滑鞋垫。不过目前市场上流行的凉拖鞋如果款式合适也可满足孕妇凉快又安全的目的。

图5-7

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湖南工学院安全人机课程设计

一种养生保健鞋，属具保健功能的服饰品，主要由鞋和粘贴于鞋内底部上的养生保健垫层构成，如图5-8，该养生保健垫层由垫层材料和置于垫层材料内的颗粒状中药和矿物混合物构成。该中药和矿物混合物可包括阳起石、钟乳石、琥珀、龙骨、金钱草、麝香、龟板、玉石等，当人体穿着时，养生保健垫层作用于人体足底涌泉穴、然谷穴及其所在的经络，具有活血通络、排毒理气、增强免疫等功效。

图5-8

7 结束语

人机工程学的显著特点是在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中将这个系统称为“人——机——环境”系统。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。此次的课程设计就是运用人机系统设计理论，希望能利用三个要素间的有机联系来设计鞋子。在些次课程设计中, 我们试图将脚与鞋进行和谐的结合，使人性化的设计体现出对人的尊重和关心，并力图让鞋子变得舒适、美观、实用。

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参考文献

[1]丁玉兰，人机工程学（第三版）北京理工大学出版社，2005 [2] 欧阳文昭，廖可兵.安全人机工程学.北京：煤炭工业出版社.2002 [3]鞋博十信箱《中国皮革》2010年04期 [4]何人可《工业设计史》，北京理工大学出版社

[5]1992彼得·多默(英)，《1945年以来的设计》，四川人民出版社，[6]鞋的设计理念和设计方法 《东南传播》2006年09期

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