咽Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 口Ｖｏ１．３４／ ｏ．１／Ｗｅｓｔｌｅａｔｈｅｒ 三种不同鞋底结构的篮球鞋 圜陕西科技大学资源与环境学院／魏全娥弓太生赵闯 中国皮革和制鞋工业研究院／费锐 剧烈的篮球运动中，当人体脚部接触 性能展开研究很有必要。本文选取国内外有代表 性的三种减震篮球鞋进行分析。 一Ｉ上地面时，会受到地面给人体的冲击力， 这样的 中击可能会对人体各个部位产生不同的 伤害。据统计，人体在篮球运动时，足部着地，在 、研究对象与方法 很短时间（一般只有１ＯＮ３Ｏｍｓ）内会产生一较大 的速度，并可以产生５倍于体重的巨大反作用 力…，由此可见篮球鞋减震性能的重要性。 然而关于篮球鞋的减震性能目前存在以下 两个问题：一方面，某些知名品牌对其篮球鞋的 减震功能夸大宣传，导致人们对于减震篮球鞋功 ｌ、实验对象 （１）实验受试者 １０名男性大学生自愿者，均为篮球爱好者。 身体健康，无临床病史，足部形态功能正常，无 运动性障碍，个体差异较小，平均体重（７１．１± ４．１）ｋｇ，身高（１ ７ ５．３±１．３）ｃｍ，年龄（２４± ２．３）周岁，经过专业篮球教练的技术培训ｌ并经 过预实验，动作稳定性好、测量数据可靠性高。 （２）实验用鞋 效的认识和消费产生误导；另一方面。作为篮球 鞋的基本性能之一的减震性能目前仍未引起篮 球鞋生产企业的足够重视。大多数生产商在篮 球鞋的减震设计方面，结构上的美观多于其实际 功能价值，篮球运动中对人体的冲击问题还没有 实验用鞋购置于大型百货商店的品牌特许 零售商专柜。四双篮球鞋鞋底材料组成基本相 从根本上得到解决 ］。由此可见，对篮球鞋减震 似，鞋底厚度、硬度基本相同。 ・２８・ 表１被选鞋基本情况 编号 鞋底结构 鞋码 单鞋质量（ｇ） 鞋１ 普通结构 ４２ ３５８．８４ｇ 鞋２ “芯技术” ４２ ３６６．４４ｇ 鞋３ “Ｚｏｏｍ Ａｉ ｒ”气垫 ４２ ３９８．３５ｇ 鞋４ “Ｐ ｐｅｎｅ”缓震胶 ４２ ３７７．０８ｇ ２、实验仪器 本实验采用国际公认的权威测量设备比利 时ＲＳｓＣａｎ公司的ＦｏｏｔＳＣａｎ ｎＳ０］ｅ鞋垫式 足底压力分布测量系统、ＦｏｏｔＳ Ｃａ ｎ １ ｎｓ ｏ］ｅ ２．３９数据分析系统和数码相机。 图１ Ｆｏｏｔｓｃａｎ ｉｎｓｏｌｅ鞋垫系统 图２ Ｆｏｏｔｓｃａｎ ｉｎｓｏｌｅ ２．３９操作界面 ３、实验方法 步骤一：被试穿着丝薄袜子。此时压力鞋垫 ２０１２．１ 平整地置于丝袜与足底间，然后被试者正常行走 ３次，通过数据线同系于被试者腰间的信号转换 器连接，然后通过数据输出线与计算机ＣＯＭ口 相连，在计算机操作界面上对实验数据进行记录 和转换。步骤一完成后，即休息至完全恢复体能 （１Ｏｍｉ ｎ）。 步骤二：被试穿着鞋１，此时压力鞋垫平整 地置于鞋垫与足底间，压力鞋垫与ＦｏｏｔＳＣａｎ 足底压力分布解析系统相连接，然后被试者正常 行走３次。步骤二完成后，即休息至完全恢复体 能（１Ｏｍｉ ｎ）。 步骤三：被试分别穿着鞋２、鞋３、鞋４，按 照步骤２中的方法，重复步骤１中的动作３次。 每测试完一双鞋后，即休息至完全恢复体能 （１Ｏｍｉ ｎ），然后进行下一双鞋的测试。 ４、数理统计法 将各分区的数据通过系统自带的软件进行 初步分析，然后导入ＳＰＳＳ １ ２．０和ＥＸＣ Ｅ Ｌ ２００３进行配对样本Ｔ检验统计分析和检验。 二、结果与分析 １、减震性能相关性分析 本实验采用Ｆｏｏｔｓｃａｎ １ ｎｓｏ］ｅ鞋垫式足 底压测量系统。让受试者在不同鞋款及裸足情况 下进行正常行走，记录足底区域相关力学参数的 数据并进行比较分析，结果见表２。 表２不同鞋型正常行走动作测试结果分析 鞋型 ＦＴ ＰＰ ＭＦ ＭＶＰ ＰＳＡ （Ｎ・ｓ） （Ｎ／ｃｍ ） （Ｎ） （Ｎ／ｃｍ ） （％） 裸足 ４０．７６３ ３０．１ＯＯ ４８９．７２５ １９．３５７ ８１．４１ 鞋１ ３３．１８３ １８．７８８ ６Ｏ８．５６３ １５．３６７ ７８．６３ 鞋２ ３４．２８８ １９．４１３ ５０９．３１３ １４．３９５ ８７．７５ 鞋３ ３１．２１３ １７．４５０ ５７９．９２５ １２．８６Ｏ ８６．１９ 鞋４ ２９．３８８ １９．４Ｏ０ ５４５．２８８ １５．２５ ８５．５６ ・２９・ ￣ｉ Ｔ口ｖｅｃｈｎ３ｏ４ｌｏ／Ｎｇｙ。ｌ．。．１，ｗｅｓｔｌｅａｔｈｅｒ （备注：冲量（ＦＴ）、峰值压强（ＰＰ）、最大地面反作用 力（ＭＦ）、平均压强（ＭＶｅ）、鞋垫具有压强感应区域面积 （ＰＳＡ）。同种状态下，ＦＴ、ＰＰ、ＭＦ、ＭＶＰ值越小，减震性越 好；ＰＳＡ值越大，减震性越好。） 从上表可以发现，ＦＴ值裸足最大，其次是鞋 ２、鞋１、鞋３，最小的是鞋４，其减震度排序为： 鞋４＞鞋３＞鞋ｌ＞鞋２＞裸足：ＰＰ值裸足最大，其 次是鞋２、鞋４、鞋１。最小的是鞋３，其减震度排 序为：鞋３＞鞋１＞鞋４＞鞋２＞裸足；ＭＦ值鞋１最 大，其次是鞋３、鞋４、鞋２，最小的是裸足，其减 震度排序为：裸足＞鞋２＞鞋４＞鞋３＞鞋１；ＭＶ Ｐ 值裸足最大，其次是鞋１、鞋４、鞋２，鞋３最小， 其减震度排序为：鞋３＞鞋２＞鞋４＞鞋１＞裸足； ＰＳＡ值鞋２最大，其次是鞋３、鞋４、裸足，鞋１ 最小。其减震度排序为：鞋２＞鞋３＞鞋４＞裸足＞ 鞋１。说明穿鞋和不穿鞋、有减震功效的鞋子和 没有减震功效的鞋子之间的差异，同时也表明正 常行走动作下，穿４款鞋均能减少脚部的ＦＴ、 ＰＰ以及ＭＶ Ｐ，对脚起到保护作用；相对鞋１和 鞋２、鞋３、鞋４而言，鞋３在减少ＦＴ、ＰＰ、ＭＦ、 ＭＶＰ值，增大ＰＳＡ方面，性能均优于鞋１。 表３正常行走动作中不同鞋型的差异性比较 ＦＴ ＰＰ ＭＦ ＭＶＰ ＰＳＡ 鞋型 （Ｎ・Ｓ） （Ｎ／ｃｍ ） （Ｎ） （Ｎ／ｃｍ ） （％） 裸足＆鞋２ Ｏ．Ｏ２２ ０．Ｏ１２ Ｏ．２７６ ０．０５８ ０．２９９ 裸足＆鞋３ ０．０１８’ ０．００８ ０．０５４ Ｏ．０３１’ ０．６８８ 裸足＆鞋４ Ｏ．００４ Ｏ．ＯＯ６ Ｏ．０７６ Ｏ．２６１ Ｏ．６ＯＯ 鞋１＆鞋２ ０．７４５ ０．５９０ ０．ＯＯ６ Ｏ．１０４ ０．０５２ 鞋１＆鞋３ Ｏ．６３５ Ｏ．２２６ ０．２１８ Ｏ．０１７ ０．４５２ 鞋１＆鞋４ ０．３３５ Ｏ．６９８ ０．０４２ ０．９３５ Ｏ．２７９ 鞋２＆鞋３ ０．１１５ Ｏ．００３ ０．０４０ Ｏ．０Ｏ６’ ０．８３１ 鞋２＆鞋４ Ｏ．Ｏ１２ Ｏ．９９１ Ｏ．Ｏ８５ ０．４６１ ０．５４２ 鞋３＆鞋４ ０．２８３ ０．１ｉ４ ０．Ｉ８４ ０．ｉ４７ ０．８７９ 从上表发现。正常行走动作中各种鞋型的各 指标之间存在着一定的差异，根据差值变量“裸 足一鞋２”、“裸足一鞋３ 、“裸足一鞋４ 对应的临 界置信水平均小于设置的置信水平０．０５，说明 ・３０・ 分别穿鞋２、鞋３、鞋４和裸足对ＦＴ、ＰＰ有显著 影响；同时可知“鞋１一鞋２ 、“鞋１一鞋４”对ＭＦ 有显著影响。“鞋１～鞋３”对ＭＶ Ｐ有显著影响： 此外“鞋２一鞋３”对ＰＰ、ＭＦ、ＭＶＰ有显著影响。 说明穿鞋与否、穿普通鞋和具有减震功效的鞋以 及不同减震功效的鞋子之间对减震性能均有影 响。 ２、减震性能差异性分析 （Ｉ）冲量的差异性比较 根据文献［３－７］中的方法。采用 中量值、峰值 压强值、最大地面反作用力值、平均压强值以及 压力鞋垫具有压强感应区域面积进行减震性能 的比较研究。 ４５ ４０ ３５ 。０ 弓２５ 臣２０ 圃 １５ １０ ５ ０ 裸足 鞋Ｉ 鞋２ 鞋３ 鞋４ 图３正常行走动作中冲量的比较 裸足、穿鞋１、鞋２、鞋３、鞋４五种状态下 中量ＦＴ值如图３所示。从图３可知裸足状态 下的ＦＴ值比穿鞋２、鞋３、鞋４分别大６．４７５ （Ｎ・Ｓ）、９．５５（Ｎ・Ｓ）、１ １．３７５（Ｎ・Ｓ）。因此，说 明穿着有减震功效的篮球鞋时的冲量值ＦＴ比 裸足小。所以减震篮球鞋可以有效降低正常行走 动作中产生的 中量，缓解对足部的冲击和影响。 另外，穿鞋１的ＦＴ值比穿鞋２小１．１ ０５ （Ｎ・Ｓ）、比穿鞋３、鞋４分别大１．９７（Ｎ・Ｓ）、 ３．７９５（Ｎ・Ｓ）。因此说明三款具有减震功效的篮 球鞋与鞋１相比，鞋３和鞋４的减震性体现的 明显，鞋２的减震效果体现的不是很明显。 ＾ ｕ／Ｎｖ ｄｄ氍 世 ∞ ｍ Ｏ ２０７２．’。 同时。在三款篮球鞋之间穿鞋４的ＦＴ值比 穿鞋３的小１．８２５（Ｎ・Ｓ），穿鞋３的ＦＴ值比穿 鞋２的小３．０７ ５（Ｎ・Ｓ）。因此说明不同减震篮 效地降低正常行走中力对人体的伤害。 （３）最大地面反作用力的差异性比较 球鞋之间又存在着差异性，其减震度排序为鞋 ４＞鞋３＞鞋２，说鞋４的缓震胶设计优于鞋３的 气垫减震设计优于鞋２的芯技术设计，更能有 效降低正常行走动作中力对人体的伤害，保证足 部的安全和可靠。 （２）峰值压强的差异性比较 ＾Ｎ）量 旺 阻簧 衅 ｍ 啪 咖 ｍ 喜； 咖 Ⅲ ０ 圃 裸足 鞋Ｉ 鞋２ 鞋３ 鞋４ 图４正常行走动作中峰值压强的比较 从图４可知裸足状态下的ＰＰ值比穿着鞋 ２、鞋３、鞋４分别大１ ０．６８７（Ｎ／ｃｍ ）、１ ２．６５ （Ｎ／ｃｍ ）、１０．６５（Ｎ／ｃｍ ）。因此，说明穿着有减 震功效的篮球鞋时的峰值压强比裸足ＪＪ＼，所以减 震篮球鞋可以有效降低正常行走中产生的最大 压强，缓解力对足部的冲击和影响。 另外，穿鞋ｌ的ＰＰ值比穿鞋２、鞋４分别 小０．６２５（Ｎ／ｃｍ ）、０．６６２（Ｎ／ｃｍ ），比穿鞋３ 鞋大１．３３８（Ｎ／ｃｍ ）。因此说明三款具有减震功 效的篮球鞋与鞋１鞋相比，鞋３凸显了其减震 功效，但是鞋２和鞋４却体现的不明显。 同时，在三款篮球鞋之间穿鞋３的ＰＰ值比 穿鞋４的小１．９５（Ｎ／ｃｍ ），穿鞋４的ＰＰ值比 穿鞋２的小０．０１３（Ｎ／ｃｍ ）。因此说明不同减 震篮球鞋之间又存在差异性，其减震度排序为鞋 ３＞鞋４＞鞋２．说明鞋３的气垫减震设计优于鞋 ４的缓震胶设计优于鞋２的芯技术设计，更能有 圃 裸足 鞋１ 鞋２ 鞋３ 鞋４ 图５正常行走动作中最大地面反作用力的比较 从图５可知裸足状态下的ＭＦ值比穿着鞋 ２、鞋３、鞋４分别小１９．５８８Ｎ、９０．２Ｎ、 ５５．５６３Ｎ。因此，说明穿了鞋之后的最大地面反 作用力比裸足大，这与人脚在没有鞋子作为保护 时，自身的一种自我保护有关系。 另外，穿鞋１的ＭＦ值比穿鞋２、鞋３、鞋４ 分别大９９．２５Ｎ、２８．６３８Ｎ、６３．２７５Ｎ。因此说 明三款具有减震功效的篮球鞋与鞋１相比。其 减震功效均体现的明显。 同时。在三款篮球鞋之间穿鞋２的ＭＦ值比 穿鞋４的小３５．９７ ５Ｎ。穿鞋４的ＭＦ值比穿鞋３ 的小３４．６３７ Ｎ。其三款篮球鞋减震度排序为鞋 ２＞鞋４＞鞋３。 （４）平均压强的差异性比较 圃 裸足 鞋Ｉ 鞋２ 鞋３ 鞋４ 图６正常行走动作中平均压强的比较 从图６可知裸足状态下的ＭＶ Ｐ值比穿着鞋 ・３１・ ＾ ｕ／Ｎｖ ＾￣］Ｔｃ口ｖｅｌｈｎ３ｏ４ｌｏ／ｇＮｙ。．。．１／ｗｅｓｔｌｅａｔｈｅｒ ２、鞋３、鞋４分别大４．９６２（Ｎ／ｃｍ ）、６．４９７ （Ｎ／ｃｍ ）、４．１０７（Ｎ／ｃｍ ）。即减震篮球鞋可以 有效降低正常行走动作中产生的平均压强，缓解 力对足部的冲击和影响。 另外。穿鞋１的ＭＶ Ｐ值比穿鞋２、鞋３、鞋４ 分别大０．９７２（Ｎ／ｃｍ ）、２．５０７（Ｎ／ｃｍ ）、 ０．１１７（Ｎ／ｃｍ ），因此说明三款具有减震功效的 篮球鞋与鞋ｌ鞋相比，其减震效果均有不同程 度的体现。 同时。在三款篮球鞋之间穿鞋４的ＭＶＰ值 比穿鞋２的大０．８５５（Ｎ／ｃｍ ），穿鞋２的ＭＶ Ｐ 值比穿鞋３的大１．５３５（Ｎ／ｃｍ ）。其减震度排 序为鞋３＞鞋２＞鞋４，进而说明鞋３比鞋２和鞋 ４更能有效降低压力，所以鞋３的气垫设计比鞋 ２和鞋４的芯技术以及缓震胶设计更为科学，它 能有效降低整个运动过程中对足部的力的平均 值，缓解力对足部产生的堆积。 （５）压力鞋垫具有压强感应区域面积的差异 性比较 回 裸足 鞋ｌ 鞋２ 鞋３ 鞋４ 图７正常行走动作中压力鞋垫具有 压强感应区域百分比的比较 鞋垫具有压强感应区域百分比＝（鞋垫具有 压强感应区域的面积／鞋垫的总面积）Ｘ１Ｏ０％。 从图７可知裸足状态下的ＰＳＡ值比穿着鞋２、 鞋３、鞋４分别小６．３４％、４．７８％、４．１ ５名。因 此，说明穿减震篮球鞋比裸足的减震功效要好。 另外，穿鞋１的ＰＳＡ值比穿鞋２、鞋３、鞋４ 分别小．９．１ ２％、７．５６％、６．９３％，因此说明三款 ・３２・ ＾ 翌求 嚣辩凶 博嘟避 翱鬈 坦 舌；弛｛昙姐跎∞伯佰 具有减震功效的篮球鞋与鞋１相比。其减震功 效均体现的明显，同时也说明减震篮球鞋使得缓 中的压强分布更加平均，在有效减小压力的同时 又让压力平均分布，这样能降低某些区域的压强 值，转移到其余区域，可以有效预防伤害和降低 疲劳。 同时，在三款篮球鞋之间穿鞋４的ＰＳＡ值比 穿鞋３的小０．６３％。穿鞋３的ＰＳＡ值比穿鞋２ 的小１．５６％。其减震度排序为鞋２＞鞋３＞鞋４。 三、结论 （１）在正常行走动作中，裸足与三种减震篮 球鞋相比。三种减震篮球鞋可以有效减小冲量 （ＦＴ）、峰值压强（ＰＰ）、平均压强值（ＭＶ Ｐ），能够 有效降低正常行走时外界对人体足部的冲击。减 小足部各部位的伤害。同时还可以增大压强感应 区域面积（ＰＳＡ），加大足部受力的区域，降低运 动伤害。 （２）鞋１与三种减震篮球鞋相比，三种减震 篮球鞋可以有效降低最大地面反作用力（ＭＦ）、 平均压强值（ＭＶ Ｐ），同时还可以增大压强感应区 域面积（ＰＳＡ），在减小正常行走过程中外界对足 部冲击的同时，起到了很好的减震功效。另外在 减小冲量（ＦＴ）上，鞋３和鞋４体现的明显，在减 小峰值压强（ＰＰ）上，只有鞋３体现的明显。 （３）以冲量（ＦＴ）、峰值压强（Ｐ Ｐ）、最大地面 反作用力（ＭＦ）、平均压强（ＭＶＰ）、鞋垫具有压强 感应区域面积（ＰＳＡ）作为衡量篮球鞋减震性能 的５个指标，在正常行走动作中，针对３种减震 篮球鞋而言，不同类型的减震篮球鞋对人体足部 的减震功效又有着特殊的差异性，其最终的减震 度排序为：鞋３＞鞋２＞鞋４。 （４）足底受力及受力分布的研究几乎都没 有涉及足底各区峰值压强出现的时间顺序。这是 足底受力研究有待突破的问题，也有待于分析软 件新功能的开发。
