基于兒童雙足步態特征比對分析的個性化鞋墊設計12李再冉孫天赦毛偉鋒（溫州職業技術學院，浙江溫州325003）通過壓力測試分析技術及行走步態特征數據，得出兒童雙足行走步態比對模型，研發一種雙足個性化鞋墊結構，為童鞋功能研發提供。

　　刖言在國內，有關專家基于對兒童腳型基本規律的研究，通過測量腳長、跖圍等兒童足部數據，對童鞋設計給出了基礎建議，這些建議對童鞋的常規參數設計具有一定價值。如建議在設計小童鞋時，應有一定的較為明顯的前蹺，以防止腳在行進中戳地，并可以隨著年齡增大適應降低到合理前蹺，其次認為兒童的鞋跟不宜過高，鞋底不宜過厚、過硬，以免影響兒童的行進和足部發育。一雙好的童鞋，不僅是保護腳部免受外界侵害，更重要的是符合足部生長發育規律及個性化生理機能的特點。

　　目前，雖然國內童鞋的研發與生產已經初步形成固有模式，但基本上是模仿成人鞋技術來實施的。

　　由于研發人員對兒童的足部發育關注較少，加上孩子的錯誤穿著和不正確的動姿習慣等，很多兒童的足部出現了這樣那樣的異型現象。

　　當前，國內外改善個性化穿鞋舒適性的研究方法，主要是借助足底壓力測試分析方法，通過在鞋內添加鞋墊或改變鞋底形狀及改變各部位的材料，以改善足底壓力分布，提高鞋的穿著舒適性。

　　對于童鞋的研發應該掌握兒區域性腳型特征（基礎性的足部長度、圍度等數據）以及足底壓力數據以外，還需要重視個體左右足的步態特征數據，如：背屈角度、跖屈角度等。由于兒童足部發育及個性化步態特征等原因，足底中軸線與行走（站立）方向形成固定范圍的夾角，增強了身體各部位的協調機能，如：隨著身體活動范圍的增大，身體的平衡性能提高；行走發力面積的增大及各關節活動角度的足弓示意圖減小，足部運動更加省力。

　　1兒童雙足步態特征研究1.1研究基礎足底部位負荷著全部身體重量，是人體保持直立姿態的重要支撐點，其主要結構包括：骨骼、關節、足弓、肌肉、皮膚等，在不同的步態特征中起到支撐體重、身體平衡、傳遞運動、吸收震蕩和杠桿聯動等作用。在運動過程中，關節的作用尤為重要，主要由踝關節、跗骨間關節、跗跖關節、跖趾關節構成足部聯動體。踝關節的全范圍活動約45，負重時約40，其中：背屈的正常范圍為2030，跖屈的正常范圍為3050（如所示）。

　　通過試驗得知，常態兒童著鞋步行的踝關節活動范圍約26跖屈16，正常赤腳步行只需平均4跖屈。踝關節旋轉軸由內踝向外踝傾斜，其內側端與小腿軸線交角為6888在足底中線水平面上交角為68.5.99跖趾關節作為一個整體來看，其橫軸是斜行的，與足縱軸交角為50°~70°，5個跖趾關節的連線是呈弧形，步行時，體重負荷分散在各跖骨頭上。此外，拇趾的跖趾關節活動度很大，從3090足弓是兒童足部發育關鍵結構，其包括：內側縱弓、外側縱弓和橫弓（如所示），其主要功能是使重力從踝關節經距骨向前分散到跖骨小頭，向后傳向跟骨，以保證直立時足底支撐的穩固性。當身體跳躍或從高處落下著地時，足弓彈性起著重要的緩沖震蕩的作用。

　　足部的生物力學結構不單是個靜態站立的支柱基礎，還是適應人體活動的機械裝置，其基本功能為維持人體的平衡和穩定性。正常人在靜態站立時，足底受力可以簡化為3點負不同足弓足底重，即在跟骨、第1跖骨頭和第5跖骨頭3點組成的負重面上，由于兒童足部結構處于發育期，故3點負重〃表現并不明顯。

　　1.2足底壓力測試分析在鞋類技術研發領域，應用足底壓力測試分析對設計進行指導是比較普遍的，較為**的有美國Tekscan公司生產的壓力分布測量系統，這種傳感器薄可達0.1mm，具有較好的柔性，可以方便的測試足部與接觸面之間的壓力。

　　項目主要采用的是比利時RSSCAN（愛思康）公司研發的人體力學設計分析和足底測試系統。

　　通過試驗測試系統（如所示），壓力值分別按紅、黃、綠、藍4個梯度遞減，其中，紅色的區域分布在足跟部位和前掌第1跖趾部位，說明該區域為壓力集中部位。

　　在測試過程中，上述紅色的區域會出現不舒適的可能性往往大于其他部位。據此來判斷鞋墊不同材料和結構變化時的足底壓力分布特征，從而幫助改進鞋品的舒適性能。

　　按照骨性分布特點（如所示），將每只足部足底不同的區域進行劃分，并且測量得到每個部位的具體壓力值及其隨時間變化的規律，以此判斷足部在整個與地面接觸的過程中壓力是如何在足底分布的，配合穿鞋時的壓力分布狀態，對鞋墊對于舒適性改良效果進行評價。

　　1.3步態特征數據測試與分析為了解決由步態特征所帶來的個性化足部變化，我們針對兒童裸足試驗對象進行步態特征數據采集。試驗對象選擇條件為：女童；復加條件為：有穿過滿幫鞋經歷。

　　試驗過程：每位試驗對象通過行走動作，分別采集20次左、右足的踝關節屈度（如所示）和縱軸度（如所示）等步態特征關鍵數據，并對關鍵數據進行建模分析。

　　同時，采集部分負重時的踝關節屈度和縱軸度變化數據。

　　在試驗中，采集踝關節屈度關鍵數據是對雙足足部（行走）步態特征采集的一部分，分別采集后跟著地、后跟離地、足尖離地等數據，該試驗采用高速攝影技術來實現。采集縱軸度關鍵數據是通過雙足足部（行走）著地足印，測量足底中線與身體前時方向的夾角數據（如表1所示），同進還可以取得步長等相關數據。

　　行走運動是踵心轉移的過程，踵心點的移動與足部動作有著直接關系，將上述試驗數據進行分析，得出由每位試驗者行走步態數據變化規律。

　　2設計分析與功能實現在童鞋的鞋底設計中，采用壓力分析、腳模測量、步態特征分析等逆向工程技術。在生產工藝上克服了功能鞋生產的定制難點。將快速定制技術引入兒童功能鞋的生產，形成功能鞋個性化生產的特殊模式。見。

　　關鍵技術內容主要具有個性化記憶定I對支撐足和輔助足i功能。在結構上主I化功能結構"及與寒的鞋組成。對于支的功能，可以對左；獨設計，從而，形月的個注化功能鞋墊。

　　3結束語發育階段，足部若之影響曰后骨架的發1部結構異常會造成i者甚至造成長短腿2（如脊椎側彎）。

　　；化鞋墊功能設計I兩個，是鞋底組功能，二是有針莊行個性化設計的要是由"足部個性圭墊相配套而設計I足和輔助足運動t足的鞋墊進行單￡適合使用者雙足肌肉尚處于成型I生異常，定會I與成長。尤其足I盆不平衡，嚴重5脊椎曲度的變化心理和認知成長P向很大。針對兒式分析及行走步態L童雙足行走步態圭類部件設計提供匡，對于鞋類個性具有十分重大的（下轉第156 0190 2607頁）兒童處于生理發育時期，受外界I童雙足足部壓力測i：特征數據，推導出比對模型，為兒童I數據支撐及理論依主化設計與研發工作，b調和法則c對比法則e主從法則f適合法則g適合法則肌理再造在皮包設計中的應用法則實例空、磨砂、拉伸或卷曲等手法。靈活地綜合運用多種設計手法可以使皮包形態表情更加豐富、獨特，加強視覺和觸覺感染力。

　　如加法與減法的結合運用使肌理有強烈的對比效果，加法與變形的結合運用使得肌理更加精致細膩，減法與變形的結合運用則使肌理更顯高貴典雅。在對肌理進行綜合再造設計時應充分考慮工藝技術，在滿足審美需求的同時也要注重功能的實用性（如）。

　　2肌理再造的應用法則經肌理再造后的皮革面料既可用于局部點綴，起到畫龍點睛的裝飾效果，又可貫穿應用于皮包的整體造型中，以改變原本單一的視覺效果，呈現多樣化的造型風格。

　　在皮包設計中合理運用肌理再造，可使原本單調無奇的款式變得獨特（上接第120頁）