气垫鞋在运动训练中的原理及应用

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1、气垫鞋在运动训练中的原理及应用班级：高2012 级20 班组长：张书铭【摘要】运动是每个人生活中的必需品，当然很多人都喜欢穿气垫鞋。当人体落地时，气垫 鞋的避震系统会将地面传给足步的巨大反冲力，减缓并均匀作用在足底。当人体跃起时，气 垫被压缩并迅速弹开，以此为人体提供更佳的弹跳力。目前，气垫鞋主要应用于篮球比赛中， 随着篮球的喜爱度日益提高，气垫鞋的品种也逐渐增多。【关键词】气垫鞋，应用，原理，发展，篮球前言：运动是每个人健身的第一选择，同样运动中穿怎样的鞋是很重要的。气垫鞋是篮球场上 的佼佼者，它的原理非常复杂，很受运动员们的喜爱。气垫鞋主要是用气压来减震，篮球运 动员穿上它可以保护自己，也

2、可以增加自己的弹跳。正文：研究方法： 1 资料查询法：可以在网上查询同学们的意见，及时记录。2 问卷调查法：可以自己制作问卷来调查附近朋友们的认识，及 时补充。3 统计法：了解在校生对此问题的看法，整理内容，统计，作出 图表。4 实践研究：对家长和同学进行访谈，请他们谈谈对这事的认识全面了解问题，提供真实的信息。依据： 近些年篮球已经成为了知名的运动，气垫鞋行业也十分火热，但很多人只知道它有好处却不知道它的原理和应用。结果：通过对大家的调查，气垫鞋每个人都有，但知道原理的很少，很多人 对气垫鞋十分喜欢，运动时也会穿。实际原理是:当人体落地时，气垫鞋的 避震系统会将地面传给足步的巨大反冲力，减缓

3、并均匀作用在足底，足部 因此平稳落地减少受伤的机会。当人体跃起时，气垫被压缩并迅速弹开， 以此为人体提供更佳的弹跳力。分析：根据调查显示，了解气垫鞋的原理和应用的人很少。在运动鞋的生产中， 气垫用来达到减震、能量回归、装饰的目的是世界运动鞋生产中司空见惯的做法， 我国运动鞋生产中气垫的使用也非常的普遍。气垫鞋的原理：当人体落地时，气 垫鞋的避震系统会将地面传给足步的巨大反冲力，减缓并均匀作用在足底，足部 因此平稳落地减少受伤的机会。当人体跃起时，气垫被压缩并迅速弹开，以此为 人体提供更佳的弹跳力。气垫鞋的出现主要针对缓震，基本原理是将一个注满压 缩气体的气囊置于鞋底部份，气囊就如一个充满气的气

4、球，可吸收震荡，而且不 易破裂或压扁；为了配合不同的运动动作，气囊的大小和摆放位置亦有所不同， 通常脚弓和前掌部份都较为受力，所以需要较大的气垫作承托。有些运动鞋甚至 备有全脚面气垫，使得人走在崎岖的路面上和长途徒步时更为舒适，当然其缓震 作用相应地提高很多了气垫鞋的分类和分为 5 大类。一按材料分类：不同材料对于气垫性能的影响是很大的。目前气垫最常 使用的材料有聚氨酯，聚氯乙、热塑性聚氨酯等。1.聚氨酯：聚氨酯材料综合性 能很好。不仅其强度高、弹性高、压缩强度高，抗撕裂性能优异，耐磨、耐氧及 臭氧、耐溶剂（如非极性溶剂己烷、庚烷、石蜡油等，对于极性溶剂聚氨酯几乎 没有任何作用，甚至在高温条件

5、下，聚氨酯在非极性溶剂中的溶胀也很小），而 且质量轻，对于鞋的轻量化设计很有意义。不过聚氨酯水性较差，内部生热高。 聚氨酯鞋垫气垫多为隐藏式气垫，固定在鞋垫与中底之间。气垫的整体厚度较薄， 内部压强较小，一般用于减震设计要求不高的运动鞋。如高尔夫球鞋、羽毛球鞋 等，属于隐藏不漏式气垫设计。 聚氨酯中空成型气垫，是目前使用最广泛最多 的气垫，耐克等知名品牌的气垫系列运动鞋所采用的气垫几乎都是聚氨酯气垫。 它可以根据使用的部位不同，强调的功能不同以及穿着者的年龄等具体的情况而 设计成不同的内部压强、不同的结构、不同的厚度以及不同的颜色，达到不同的 减震效果和不同的能量回归功能，并可与运动鞋其他部件

6、的设计相呼应，达到视 觉效果和感觉效果同步。 2 聚氯乙烯：聚氯乙烯原料来源广，成本低，生产技 术成熟，并且根据加入助剂的不同和助剂用量的不同，可以生产出透明和不透明 的产品以及软硬不同的制品等，因此在颜色的变化上可以迅速呼应运动鞋的色彩 变化。但是聚氯乙烯冲击强度低，热变形大，回弹性不如聚氨酯。 聚氯乙烯软 气垫系列，同热塑性聚氨酯拉管系列在设计和使用部位上都有相似之处，多用于 后跟部位，可设计出不同的色彩图案，用来达到感觉效果和视觉效果的双收。聚 氯乙烯硬气垫系列，采用硬度较大的聚氯乙烯材料，设计成多种颜色的耐压缩的 气垫。3 热塑性聚氨酯： 热塑性聚氨酯是人们最早发现的既有橡胶弹性特性，

7、 又具有塑料可塑性的高分子材料，具有优异的物理机械性能，如拉伸强度，伸长 率都较高。其化学结构和邵氏硬度不同，拉伸强度也不同，大约从25 兆帕到 70 兆帕，软质（邵氏A7085）较低，硬质（邵氏5083）拉伸强度则较高；抗撕裂性 很好，在很宽的温度范围内均具有柔顺性；耐磨损性和抗刺穿性能优异；抗裂纹 增长性是所有热塑性材料里最好的；抗纵向弯曲强度和低温冲击强度较高；回弹 性和抗切割性良好；耐油性和耐候性良好，尤其是对常温下的矿物油柴油润滑油； 在紫外光的作用下会泛黄，但对性能的影响不大，加入某些紫外光吸收剂可以减 轻泛黄现象；对酸碱较敏感，易被侵蚀，测试其性能可作模拟浸泡试验。另外， 像所有

8、的热塑性塑料一样，热塑性聚氨酯可以循环使用，在新的热塑性聚氨酯中 加入少量下脚料，不会对产品的质量带来任何影响。二按结构使用部位分类:1 全掌气垫：轮廓同大底的轮廓，开窗外露式全掌气垫， 与大底边缘结合处的气室厚度大约10-20mm，壁厚l-1.4mm，较软，回弹性高； 中间部分气室厚度较小，弹性差，起横梁支撑作用；中间实心部分起联结作用。 前掌最薄处厚度一般为10毫米，后跟最厚厚度一般为20mm，整个气垫从后跟到 前掌是一楔形结构。隐藏式全掌气垫边缘厚度一般为1-1.2mm，气室厚度一般为 2-4mm，实心部分的厚度一般与边缘厚度相同l-1.2mm。2掌气垫:从跖趾关节处 到后跟部位，腰窝处

9、气室的厚度是整个气垫最厚的部位，与全掌气垫的设计功能 相同，起减震和支撑稳定作用。腰窝处气室的厚度20-25mm，后跟部位一般18-20mm，中间部分以及实心部分的设计尺寸同全掌气垫的尺寸。3后跟气垫:后 跟气垫结构、形状多样，颜色丰富，是最常用的气垫设计。还有管状气垫、椭圆 形气垫、圆形气垫。三按内部充入的物质分类：1 空气气垫 ：这是目前普遍使用的气垫，通过吹塑 工艺或拉管工艺再结合具体的要求将一定气压的空气封闭在不同形状的气垫内， 实现减震功能及能量回归功能，工艺简便，气体来源广。 2 惰性气体气垫 ：将 惰性气体封闭在气垫内，可以放置在大底的任何部位。这是一种新型的轻型缓冲 减震系统，

10、使缓冲性能极限化，减轻了鞋子的重量。因为鞋子越轻，穿在脚上越 是浑然不觉，这意味着轻盈，意味着速度，意味着舒适。3 液垫：由一个密闭的 气室或者几个密闭但彼此相通的小气室组合而成的一种类似于气垫的减震垫，里 面的液体可以根据需要冲入油或者硅胶液等液体，可以用于后跟腰窝部位的减 震。四按充气方式分类：1 成型气垫 ：这类气垫一般是在生产过程中根据不同的使用部位及不同的材料 充入不同气压的气体或者充入不同体积的液体之后封口，与大底的结合属于组合 式。换句话说就是气垫内的气体的压强或者液体的体积在气垫成型后是固定不变 的，目前这种生产工艺生产的适用于不同年龄阶段、不同职业、不同性别的穿用 群体的不同

11、种类的运动鞋。 2 可调式气垫：这类气垫内部的条件可以根据不同 的运动需求和穿用者不同的脚部情况、气垫的装置位置不同、接触面积的大小不 同而改变。一般装置在中底上，也有用于帮面部件的，通常为一组气垫，具有可 以充气和调节内部气压的充气阀和放气阀，使用时只要轻按充气阀数下，或者按 放气阀数下就可以得到合适的气压，使脚步获得最佳的合脚性和舒适性，还可以 稳固地撑住脚背及脚踩部位使其免于运动伤害。此设计最初是锐步公司的专利设 计，也是目前比较热门的一种气垫设计。五按照气垫形状分1Zoom Air ：一般用于高尔夫球鞋及直排滑轮鞋等不太需要减震功能的鞋底，较 薄，对地面的感应较直接，以减少因鞋离地面太

12、高而产生的失真感觉。在气室内， 放置弹性功能佳的尼龙立体织状物，这些织物编织非常紧密反应度高，受压后会 立即反弹，让运动员拥有紧密的避震保证，并贴近地面，提供极佳的触地感及飞 快的速度感。2 Air Max ： 减震性强且较厚，可以分担运动员所负荷的强大力量，也常用于 凉鞋配合年轻人跳跃或走石子路所引起的不适。 Turned Air 造型在原有的 Air Max 的基础上加上数个半圆球体，能够缓冲来自地面的冲击，并提供适当的 稳定性，让气垫犹如弹簧般加大弹性，提供最优异的减震保护。另外，由于半圆 球体的作用是垂直上下，更能稳定气垫的回弹，即使落脚时有偏左或偏右的现象， 也会使双脚往上恢复到正常

13、位置，使双脚的移动更平稳。一种技术的气垫，是可 以装置在不同位置满足不同设计要求、前掌的内置气垫，有一部分运动鞋在前掌 中底内置了气垫，这个气垫从外观是看不出来的，而且也是没有任何直接标记的， 前掌装备气垫没有完全看自己的经验和所掌握的资料来进行判断，这样就给一些 JS 混淆概念的机会。气垫鞋就是在一个封闭空间内充满空气，因为分子之间是 可以压缩的，然而气体的压缩性能又是最强的，所以便有避震的感觉。气垫鞋的 主要功能就是减震，这种缓震技术地发明不仅改进了鞋子中底的减震性能、降低 了中底的重量。更重要的是，气垫的出现不仅是运动者的福音，是高性能运动鞋 的一个标志，成为了全世界各个运动厂商争相超越

14、的目标，刺激了运动鞋科技的 蓬勃发展。我们知道，轻质的 Nike 气垫能兼顾缓震和保护，同时超强的可适应 性使其可以被制成适合各种款式运动鞋的造型。并且气垫一直在不断壮大。讨论：为什么气垫鞋这么受运动员们喜爱？为什么在中国销量很好？为什么 NIKE 在气垫鞋上占据顶峰？篮球和气垫鞋的关系是什么？结论：气垫鞋的原理是当人体落地时，气垫鞋的避震系统会将地面传给足步 的巨大反冲力，减缓并均匀作用在足底，足部因此平稳落地减少受伤的机会。当 人体跃起时，气垫被压缩并迅速弹开，以此为人体提供更佳的弹跳力。气垫鞋主 要应用在篮球比赛，网球比赛，羽毛球比赛，休闲等活动中。现在很多人都只知 道气垫鞋很漂亮，穿上

15、很舒服，不知道其原理，不知道在减震的表现下仍含有着 广泛的知识。参考文献：无附录：气垫鞋的由来：在鞋底放置气垫的方案并非耐克首创。第一双气垫鞋底子 1882年就已申请了专利。自那以来已有 70 项类似的发明在美 国专利局登了记。最早的气垫鞋生产也不是耐克气垫鞋，而是马汀大夫鞋。1945 年，一位年轻的德国休假士兵，在一次滑雪时意外地摔伤了脚，为了在复 原时能减缓脚伤所带来的疼痛感，手工缝制了一双厚底气垫皮靴，这也是第一双 鞋底具有气垫的鞋子。1960年 4月，这种气垫鞋由一家英国公司正式生产，并被命名为马汀大夫鞋。 可见最早的气垫鞋是用于足伤患者的康复工具，其缓解疼痛便于患者生活的医学 功能是显而易见的。运动对鞋的稳定性有更高的要求，而气垫鞋底只能大大降低足部的稳定性。气垫 运动鞋在产生之时就备受质疑，美国康弗斯公司的一位发言人说，他的公司不准 备做气垫鞋，因为“他们一致认为气垫鞋十分危险”。百度条款