鞋類運(yùn)動性能 評價方法的研究

梁高勇1，王修行1，秦 蕾1，楊 帆2，方 軍1，李彩霞3，王 旭2

[1.軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院軍需工程技術(shù)研究所，北京100010;2.李寧(中國)體育用品有限公司，

北京100176;3.貴人鳥服飾有限公司，福建 泉州362200]

第一作者簡介：梁高勇(1973-)，男，碩士研究生，正高級工程師，lianggaoyong@163.com，主要從事被裝材料及成品開發(fā)工作

摘 要：根據(jù)生物運(yùn)動力學(xué)原理，以鞋類運(yùn)動性能為代表，系統(tǒng)論證了鞋類運(yùn)動性能主要評價指標(biāo)。參照國家標(biāo)準(zhǔn)，在分析軍人、消防員訓(xùn)練動作特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)鞋靴減震性、穩(wěn)定性、防滑性、攀登性需求，結(jié)合舒適性要求，通過試驗論證并制定了鞋靴輕便性、緩沖性、穩(wěn)定性、彎折性、防滑性以及主觀舒適性等性能指標(biāo)評價方法，為科學(xué)評價鞋類的運(yùn)動性能提供參考。

關(guān)鍵詞：鞋類;運(yùn)動性能;減震性;穩(wěn)定性

前 言

鞋是重要的防護(hù)裝備，既在訓(xùn)練過程中為軍人、消防員雙腳提供保護(hù)，又展示了穿著者的良好形象，是大家關(guān)注度最高、功能舒適性要求最多的服裝產(chǎn)品之一。鞋類的性能不僅影響穿著者訓(xùn)練任務(wù)的順利完成，同時也可以降低訓(xùn)練過程中足部損傷事件的發(fā)生。因此，運(yùn)動性能及其評價方法研究是研發(fā)設(shè)計鞋類的重要課題。

1 訓(xùn)練動作分析

在訓(xùn)練過程中，軍人、消防員為了應(yīng)對復(fù)雜多變的環(huán)境，訓(xùn)練動作也多種多樣，具有強(qiáng)度大、任務(wù)重和標(biāo)準(zhǔn)高等特點，歸納起來主要包括走、跑、跳、登、爬等動作。

1.1 走、跑

走、跑是最常規(guī)的訓(xùn)練動作，由于訓(xùn)練環(huán)境地面條件比較復(fù)雜，可能是平地、山地、泥濘路面、冰雪路面等，加上負(fù)重大、戰(zhàn)術(shù)動作多，為避免在訓(xùn)練過程中身體失去平衡而導(dǎo)致摔傷等情況發(fā)生，對鞋類的輕量化、穩(wěn)定性、抓地力、防滑性等要求較高。

1.2 跳、登

跳、登是訓(xùn)練中對鞋類性能要求較高的戰(zhàn)術(shù)動作，如跳傘著陸、障礙越野、山地訓(xùn)練等，都對鞋類性能有較高要求，特別在鞋類的護(hù)踝性、緩沖減震性和鞋底抓地性等方面，均要求具備較為優(yōu)異的性能。

1.3 爬

訓(xùn)練中爬主要涉及到匍匐前進(jìn)、高空索降等訓(xùn)練動作，在爬的過程中涉及到腳、踝和上肢的動作，要求鞋類具備較好的抱腳性、支撐性和耐用性能。

2 鞋類運(yùn)動性能模擬評價

重復(fù)測試3次。若3次測試結(jié)果力值相差小于1 N·m，取其算術(shù)平均值作為最終測試結(jié)果;若3次測試結(jié)果力值相差大于1 N·m，需要加測2次，從5個測試結(jié)果中取3個力值相差最小測試結(jié)果的算術(shù)平均值作為最終測試結(jié)果。

2.5 動態(tài)防滑系數(shù)

動態(tài)防滑系數(shù)是鞋類的最重要評價指標(biāo)之一，若鞋類防滑性能不好可能會導(dǎo)致官兵在訓(xùn)練時容易出現(xiàn)滑倒摔傷現(xiàn)象，而且類似攀爬等戰(zhàn)術(shù)動作的高質(zhì)量完成更需要鞋底具備很好的防滑性。

根據(jù)訓(xùn)練特點對鞋類運(yùn)動性能的要求，參照國家標(biāo)準(zhǔn)[5]，擬定鞋類動態(tài)防滑性能模擬測試方法，保證測試過程的規(guī)范性，測試結(jié)果的可靠性和穩(wěn)定性。

以圖2款鞋類為例，針對鞋底后跟、前掌和全掌3個部位，分別測試其防滑性能，并進(jìn)行綜合評價。

測試前，用酒精對測試鞋底和測試界面進(jìn)行清潔。將測試鞋放入測試鞋楦后安裝到動態(tài)止滑測試儀的固定器上，選取滑動后0.3～0.6 s之間的摩擦系數(shù)的算術(shù)平均值作為測試結(jié)果。

測試界面分為不銹鋼、瓷磚2種，分別進(jìn)行干態(tài)和濕態(tài)摩擦系數(shù)測試。同一樣品測試3次，結(jié)果精確到0.01。每次試驗數(shù)據(jù)相對于3次測試數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值的最大允差為±10%，否則需要重新測試。

2.6 主觀舒適性評價

在鞋類運(yùn)動性能評價過程中，穿著者的主觀舒適性感受是其中的重要組成部分。因此，除規(guī)定相關(guān)指標(biāo)測試評價方法外，還應(yīng)包括穿著時的主觀舒適度評價方法，以評判鞋類的運(yùn)動舒適性和合腳性。

本研究設(shè)定統(tǒng)一的主觀舒適度模擬評價方法，評價指標(biāo)包括輕便行、貼合感、適應(yīng)性、支撐穩(wěn)定性，見表1。

后跟測試 前掌測試 加藤youxian

圖 2 鞋類動態(tài)止滑系數(shù)測試部位示意圖

抽選有經(jīng)驗的3～5名專業(yè)試穿人員穿著鞋類，以固定的速度在跑步機(jī)上步行(5±0.5)km/h、跑步(10±1)km/h，30 min后，對照主觀舒適度評價等級表，填寫主觀舒適度評價記錄表，見表2。根據(jù)表2，匯總、計算主觀舒適度評價結(jié)果。除鞋類運(yùn)動性能以外，與鞋類性能相關(guān)的耐用性、衛(wèi)生性、透氣性等指標(biāo)的研究和測試方法也很多，軍隊和地方科技工作者在這些領(lǐng)域也進(jìn)行了探索，并取得一定的研究成果。

3結(jié)束語

鞋類運(yùn)動性能評價是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到人體運(yùn)動力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)各個學(xué)科，是提升鞋類設(shè)計研究水平的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，科研人員可以結(jié)合勤務(wù)需求和戰(zhàn)術(shù)動作特點，運(yùn)用鞋類運(yùn)動性能評價方法，設(shè)計出功能齊全、舒適輕便和衛(wèi)生健康的鞋類產(chǎn)品，為相關(guān)群體人員日常生活、作戰(zhàn)訓(xùn)練提供科學(xué)合理、針對性強(qiáng)的裝備保障，并為各類專業(yè)防護(hù)鞋、運(yùn)動鞋等鞋類性能評價提供參考。

表1 鞋類主觀舒適度評價等級表

注：“壓傷”指足部皮膚表面被幫面等部件壓迫出現(xiàn)疼痛感或腫脹;磨壓，“磨傷”指出現(xiàn)直徑≤5 mm的皮膚破損;“起皰”指腳底出現(xiàn)水泡、血泡。

表2 參與測試人員主觀舒適度評價記錄表

注：表 1、表2中分值滿分為 10分。

參考文獻(xiàn)

[1] 弓太生, 魏全娥, 湯運(yùn)啟, 等.

淺析運(yùn)動鞋減震技術(shù)[J]. 西部皮

革,2011,33(19):27-31.

[2] GB/T 38012—2019 鞋類 整鞋試

驗方法 緩震性能[S].

[3] GB/T 32024—2015 鞋類 整鞋試

驗方法 扭轉(zhuǎn)性能[S].

[4] GB/T 32023—2015 鞋類 整鞋試

驗方法 屈撓部位剛度[S].

[5] GB/T 28287—2012 鞋類 整鞋試