Гербер И.А. Лекции по конструированию спортивных изделий - файл n27.doc

Гербер И.А. Лекции по конструированию спортивных изделий
скачать (2305.7 kb.)
Доступные файлы (40):
~WRL2963.tmp
n2.jpg45kb.01.10.2011 17:25скачать
n3.jpg39kb.01.10.2011 17:25скачать
n4.jpg71kb.01.10.2011 17:25скачать
n5.jpg53kb.01.10.2011 17:25скачать
n6.jpg14kb.01.10.2011 17:25скачать
n7.jpg33kb.01.10.2011 17:25скачать
n8.jpg18kb.01.10.2011 17:25скачать
n9.jpg35kb.01.10.2011 17:25скачать
n10.jpeg30kb.01.10.2011 17:25скачать
n11.jpg8kb.01.10.2011 17:25скачать
n12.jpeg27kb.01.10.2011 17:25скачать
n13.jpeg38kb.01.10.2011 17:25скачать
n14.jpg27kb.01.10.2011 17:25скачать
n15.jpeg36kb.01.10.2011 17:25скачать
n16.jpg79kb.01.10.2011 17:25скачать
n17.jpg7kb.01.10.2011 17:25скачать
n18.jpg378kb.01.10.2011 17:25скачать
n19.jpeg30kb.01.10.2011 17:25скачать
n20.jpg74kb.01.10.2011 17:25скачать
n21.jpeg17kb.01.10.2011 17:25скачать
n22.jpg70kb.01.10.2011 17:25скачать
n23.jpg68kb.01.10.2011 17:25скачать
n24.jpg72kb.01.10.2011 17:25скачать
n25.jpeg15kb.01.10.2011 17:25скачать
n26.jpg83kb.01.10.2011 17:25скачать
n27.doc431kb.19.04.2012 21:40скачать
n28.jpg157kb.01.10.2011 17:25скачать
n29.jpeg37kb.01.10.2011 17:25скачать
n30.jpeg44kb.01.10.2011 17:25скачать
n31.jpeg22kb.01.10.2011 17:25скачать
n32.jpeg33kb.01.10.2011 17:25скачать
n33.jpeg22kb.01.10.2011 17:25скачать
n34.jpeg56kb.01.10.2011 17:25скачать
n35.jpeg35kb.01.10.2011 17:25скачать
n36.jpeg35kb.01.10.2011 17:25скачать
n37.jpeg24kb.01.10.2011 17:25скачать
n38.jpg19kb.01.10.2011 17:25скачать
n39.jpg243kb.01.10.2011 17:25скачать
n40.jpg210kb.01.10.2011 17:25скачать

n27.doc

  1   2
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский заочный институт текстильной и лёгкой промышленности»

(филиал в городе Омске)


ЛЕКЦИИ

по дисциплине «Основы конструирования

спортивных изделий»

для специальности

260906 «Конструирование изделий из кожи»


Разработала: Ирина Александровна Гербер,

преподаватель специальных дисциплин

кафедры «Технологий промышленности»

Омск 2012

Содержание
Введение

Раздел 1 Спортивная обувь

История спортивной обуви

Общие сведения о спортивной обуви

Анализ патентных источников по назначению спортивной обуви

Унификация в процессе проектирования спортивной обуви

Исследования стоп спортсменов

Раздел 2 Спортивные перчатки

История спортивных перчаток

Общие сведения о спортивных перчатках

Анализ патентных источников по назначению спортивных перчаток
Введение

Несомненно, что из всех видов обуви самыми удобными, практичными и демократичными являются кроссовки. Их носят не только спортсмены, но студенты и бизнесмены, дети и старики, мужчины и женщины - все, кто ценит своё здоровье или просто хочет по-настоящему насладиться ходьбой. По статистике, на этот более чем практичный вид обуви только жители США каждый год тратят более 7 миллиардов долларов. Кроме того, новейшие кроссовки класса «от кутюр» - вещь не менее дорогая и статусная, чем, например, швейцарские часы или престижный автомобиль, а с лёгкой руки Карла Лагерфельда кроссовки покорили даже подиумы мира [8].

В мегаполисах занятия спортом давно стали культом для наиболее продвинутой части населения, понимающей, что здоровье - это тоже богатство, накопить которое - серьёзная проблема, а растрать - раз плюнуть. Оздоровительный бег полезен, как никакой другой вид двигательной деятельности. Он повышает функциональные возможности организма человека, укрепляет сердечнососудистую систему, «уводит» нас от инфаркта и так далее, и тому подобное, и другое [21].

Государственная политика в области физической культуры и спорта предполагает приобщение молодёжи к активным занятиям физической культурой и спортом, как высших достижений, так и массовым, что ставит задачу возрождения отечественного производства спортивной обуви, одежды и экипировки.

Следует отметить, что для развития физкультуры и спорта большое значение имеет материальное обеспечение спортсменов. Не последнее место здесь занимает спортивная обувь. Различные требования к исходным материалам, конструкциям и методам изготовления спортивной обуви весьма специфичны. Поэтому по мере развития спорта и возникновения новых его видов изменялись и конструкции спортивной обуви [2].
История спортивной обуви

В 1936 году баскетболист Чарльз Тейлор и промышленник Маркиз М.Конверс, объединившись, придумали новые комфортные парусиновые туфли на резиновой подошве, с укреплённым мысом, на шнуровке и высотой до середины лодыжки. Они ознаменовали собой появление торговой марки Converse All Stars. Новинка значительно уменьшила риск растяжения ступни, оказалась очень востребованной в спортивном мире, став своего рода прототипом классических кедов, и быстро распространилась за пределами спортивных площадок. К середине 70-х годов 20 века свои модели обуви были уже у всех видов спорта, появилось множество популярных марок. К 80 годам кроссовки перемещаются со спортивных площадок на сцену и становятся фаворитами модных музыкантов. Известный рок-певец Мик Джаггер даже под венец пошёл в кроссовках Adidas. Хотя существует мнение, что в основе такой исключительной популярностью лежат хорошо продуманные PR-ходы ведущих производителей спортивной обуви, но большинство рок-звёзд с этим категорически несогласно. Например, Кит Флинт, лидер Prodigy, утверждает: «Никто не заставит меня рекламировать обувь! Если я хочу сняться в клипе в кроссовках, я буду в них».

Первые из лидеров высокой моды, кто решился использовать кроссовки для показа, стал Карл Лагерфельд, который для демонстрации своей коллекции обул манекенщиц в Reebok. С тех пор практически все знаменитые марки стали предлагать в своих новых коллекциях «спортивный шик». Своего рода хитом стал продукт Adidas for Yohji Yamamoto: спортивная марка и японский дизайнер-концептуалист совместными усилиями создали высокие боксёрские бутсы из замши, перевязанные шёлковым шнурком от кимоно, кроссовки от расписанного хризантемами шёлка, теннисные туфли из сетки с люрексом [21].

Первые в мире компьютезированные кроссовки создала знаменитая компания «Адидас». Разработка «умного башмака» велась в течение трёх лет в условиях глубочайшей секретности в американской штаб-квартире компании в Портленде (штат Орегон). Как уверяют создатели новой спортивной обуви, кроссовки «Адидас-1» должны произвести революцию в беге на длинные дистанции и при проведении тренировок. Каждая из кроссовок снабжена микропроцессором, который, реагируя на передаваемые сигналы электронных датчиков, изменяет с помощью специальной системы амортизационные характеристики «подмётки». «Умные» кроссовки сами приспосабливаются к «габаритам» бегуна и длине его шага, выбирают оптимальную упругость для любого покрытия – от твёрдого до пересечённой местности и от сухих улиц до влажного океанского бега [Эхо планеты, 2004, 14-20 мая, № 20 (839), с.3; Физкультура и спорт, 2006, № 11, с.5].

Австралийские учёные пришли к выводу, что кроссовки, в подошвы которых вшиты воздушные подушки, приводят к спортивным травмам. Установлено, что баскетболисты, выходящие на паркет в кроссовках с «воздушными» подошвами, в 4 раза чаще страдают от травм голеностопного сустава. «Воздушные» подошвы не помогают спортсменам, а, наоборот, увеличивают риск травм во время прыжков и бега. Предполагается, что опасность травм таится не только в «воздушных» кроссовках, но и в обуви, подошвы которой наполнены гелем [Физкультура и спор, 2006, № 9, с.5].
Общие сведения о спортивной обуви

Ассортимент современной спортивной обуви включает следующие направления: для массового спорта, для спорта высших достижений, адаптивной физической культуры и для активного отдыха. Среди видов активного отдыха в молодёжной среде в настоящее время всё большую популярность приобретают занятия паркуром. Паркур – это травмоопасный набор экстремальных трюков по преодолению препятствий, требующий использования специальной конструкции обуви, обеспечивающей амортизацию ударных нагрузок, а иногда и сохранению жизни.

Учитывая важность этой проблемы в рамках совместной инновационной деятельности Национального Государственного университета физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта (Санкт-Петербург), ФГОУ «Санкт-Петербургская фабрика ортопедической обуви» Министерства здравоохранения и социального развития РФ и ФГУ «Санкт-Петербургский научно-практической центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов имени Г.А. Альбрехта» Федерального медико-биологического Агентства России выполняются исследования по разработке ортезов, вкладных стелек как для ортопедической, так и для различных видов спортивной обуви. С целью практической реализации этих задач было закуплено оборудование одного из ведущих производителей – Capron Podologie (Франция): Feetprint 3000, Thermoplak 3000, Vcuum press.

С учётом особенностей занятий спортом, и вследствие возникающих при этом перегрузок становится актуальной проблема профилактики и коррекции плоскостопия и предохранения стопы от травм в результате спортивной деятельности. В случае обнаружения плоскостопия дальнейшее лечение назначается только в комплексе с ношением ортиксов, корригирующих плоскостопие, и процедур по коррекции искривления позвоночника. В настоящее время обоснование использования ортиксов (ортезов) в спорте не только является первоочередной актуальной проблемой, но и имеет достаточный выход в практику спорта, кроме того они широко используются и в бытовой обуви.

Ортиксы представляют собой инженерно рассчитанные изделия, индивидуально исполненные с учётом распределения статистических и динамических нагрузок по анатомической поверхности стопы, по сложности производства, не уступающие производству ювелирных изделий.

Сама конструкция ортиксов имеет следующие особенности независимо от назначения:

Главное в ортиксе – отображение рельефа конкретной стопы, а для этого необходимо исследовать её отпечаток.

Основой является взятие отпечатка нейтрального положения стопы, который очень важен для конструирования индивидуальных стелек. Используется биопена.

Каждая упаковка состоит из двух панелей, по одной для каждой ноги. Глубина биопены – 2 дюйма, или 5 см. Именно такой глубины достаточно для производства отпечатка.

Упаковка пены помещается под стопой спортсмена, при этом большеберцовые кости должны оставаться перпендикулярными полу, а подтаранный сустав находиться в нейтральном положении.

Стопа блокируется в нейтральном положении следующим образом. Одна рука оператора находится над верхней частью стопы (левая рука – над правой стопой, а правая – над левой) таким образом, чтобы большой палец находился над средней maleolus, а указательный и средний пальцы – под боковой maleolus. Свободная рука помещается сверху колена спортсмена.

Далее следует надавить обеими руками одновременно, вдавливая стопу как пяткой, так и подушечками пальцев на всю глубину. При вдавливании в пену нужно следить, чтобы сохранялось нейтральное подтаранное выравнивание. Затем вдавливаются пальцы ноги по всей их длине. Стопа удаляется и проверяется отпечаток, чтобы его боковые и задние стенки были прямыми, а пятка и подушечки пальцев стопы – вдавлены в пену равномерно по всей длине. Процедура повторяется с другой ногой.

На фабрике отпечатки заливают жидким медицинским гипсом и спустя 40 минут после его застывания позитив обрабатывается вручную рашпилем, лопатками, скальпелем: формируются своды стопы и наращивания, где должны быть лунки. Затем изготавливается «ракушка» – несущая конструкция ортеза. При подборе её толщины учитываются масса тела спортсмена и характер нагрузки. Так, при высоких игровых нагрузках проседание свода допустимо в пределах 7 мм, а при обычных – только 4 мм. Под ракушку прокладывается наполнитель (мягкий, твёрдый, высокий, низкий), который и обеспечивает должное проседание свода.

После этого формируются слои верхней поверхности ортеза. Это длительный, кропотливый процесс, так как верх наносится послойно и скрепляется полимеризующими клеями под давлением и при высокой температуре в течение не менее 4 часов на каждую операцию склеивания.

Последняя стадия работы – индивидуальная обточка краёв при постоянной сверке с гипсовым отпечатком. В зависимости от модели обуви ортез может быть выполнен зауженным или широким (по размеру гипсового слепка). Поэтому индивидуальный гипсовый ортез пока чрезмерно дорог для массового спорта, но представляет большой интерес для спорта высших достижений.

Несколько дешевле другая разновидность современной спортивной стельки «Formthotics» – стельки фирмы «Foot science international», разработанные специалистами спортивной медицины Новой Зеландии. Они делают из специального термопластического материала по особой технологии с фиксацией стопы пациента в скорректированном положении с учётом движений конечности, что, по мнению специалистов фирмы, приводит к моделированию оптимального рисунка движения отдельных частей стопы во время ходьбы.

Оптимальная упругость и эластичность этих стелек, по рекламным данным, обеспечивают сглаживание удара в момент постановки стопы на грунт и вместе с тем позволяют стопе идеально адаптироваться к неровностям почвы в фазе опоры. Помимо стабилизации стопы и голеностопного сустава в фазе опоры стельки исключают гиперпронацию (чрезмерный выворот стопы кнаружи), что снимает перегрузки и боли вышестоящих отделов тела (колено, поясница, шея). В ряде исследований разработана методика комплексной оценки свойств спортивной кроссовой обуви с ортиксом.

В совершенствовании конструкций спортивной обуви ведущими являются фирмы «Lotto», «Nike», «Reebok», «Puma», «Adidas».

Компания «Lotto» сегодня представляет собой одну из наиболее важных и хорошо сформированных реалий итальянской экономики. Качество, технологии, передовые исследования, капиталовложения и дизайн позволили этой динамично развивающейся кампании стать международным гигантом индустрии спортивной обуви и одежды.

В первые годы деятельность «Lotto» была сфокусирована на итальянском рынке, и вскоре компания достигла там лидирующих позиций (контролировав более 15 % рынка теннисной обуви). Такие модели теннисной обуви, как Lotto Newcombe Autograth и Lotto Competition, стали частью теннисной истории.

В 1985 году компания «Lotto» начала свою деятельность на многих рынках по всему миру и основала комплексную дистрибутивную сеть, что является одним из главных достижений компаний на сегодняшний день. Компанией были также определены стратегические приоритеты в продукции, которыми являются теннис и футбол. Впечатляющее развитие «Lotto» является также результатом агрессивного предпринимательского стиля: общая стоимость рекламных проектов достигла 12 % от суммарного оборота, 60 % всей продукции направляется на экспорт. Проектирование и разработка больших проектов, таких, как новый автоматизированный завод с полностью роботизированной линией сборки, целиком осуществляется усилиями инженеров «Lotto».

В 90-х годах «Lotto» добилась значительного увеличения доли своей продукции на европейском рынке товаров для футбола и тенниса. В условиях постоянно растущей конкуренции в спортивном мире, где главенствующую роль играют большие интернациональные промышленные группы, ключевым фактором для успеха была и есть разработка продукции с высоким содержанием технических новшеств и стиля, а также успешное сотрудничество со спортивными звёздами мирового класса.

Одной из интересных разработок компании являются буты Zhero Gravity, которые, по уверению её создателей, изменили ментальность футболистов. От возникновения до её реализации прошло 4 года, было затрачено 6 миллионов долларов инвестиций в производство, более двух лет проводился тест-прокат футболистами из итальянских клубов «Кьево» и «Тревизо».

В рамках своего проекта Zhero, «Lotto» выпустила 3 вида бутс – сделанные из легковесного материала микрофибра Zhero Evolution, изготовленные из кожи кенгуру Zhero Leggenda и Zhero Gravity – те самые, которые призваны если не изменить футбол, то сделать его, как минимум, ещё более зрелищным. По подсчётам аналитиков компании «Lotto», 20 % от общего числа участников чемпионата мира 2010 года играли в бутсах модельного ряда Zhero.

Кроме того, «Lotto» сегодня – это полноправный партнёр самых авторитетных спортивных объединений: Ассоциация теннисных игроков, Женская теннисная ассоциация. Более 30 лет компания является партнёров турнира Italian Open в Риме и почти 10 лет самого популярного теннисного турнира в мире – Уимблдонского [2].

Научные исследования и технические разработки в лабораториях компании «Nike» открывают новые пути для совершенствования существующей спортивной продукции. «Nike» выпустила первую спортивную обувь в 1987 году. Она была разработана для кортовых видов спорта и аэробики.

Снижение веса кроссовки, разработка новых концепций удобства и комфортности обуви, отход от традиционного построения подмётка + подошва + верх, использование новейших материалов и систем шнуровки, постоянное совершенствование производства – каждый элемент создания спортивной обуви для «Nike» является плодом непрерывной эволюции.

Главными задачами амортизационных систем «Nike» (Nike Cushioning) являются:

Известно, что «Nike» инвестировала в поиск способа удовлетворить все эти запросы существенные денежные и научно-исследовательские ресурсы.

Nike Air была первой технологией использования воздуха в качестве амортизатора, изобретённой в лабораториях компании «Nike», и это кардинально изменило всё то, что человечество знало об амортизации: капсулы со сжатым воздухом впервые начали применяться в спортивной обуви как амортизатор (рисунок 1).


Рисунок 1
Эта система устанавливает стандарты для всех амортизационных систем даже сегодня, более чем через 20 лет после своего дебюта.

Max Air – это способ максимальной защиты от ударной нагрузки. Жёсткие, повторяющиеся, пиковые нагрузки, которые человеческое тело испытывает при занятиях спортом, негативно сказываются как на самом теле человека, так и на спортивных результатах. Система амортизации Max Air была создана специально для того, чтобы укротить это воздействие и обеспечить максимальную защиту.


Рисунок 2
Система амортизации Zoom Air – это усовершенствованная технология Nike Air, использующая специальные волокна внутри подушек Nike Air для создания обтекаемого низкопрофильного силуэта (рисунок 3).


Рисунок 3
Амортизация Zoom Air невероятно упругая, обеспечивается наличием упругих волокон, находящихся в наполненной воздухом подушке. Комбинация упругих волокон и сжатого воздуха создаёт улучшенную амортизацию при ударе о поверхность и высокоэффективную отдачу. Плоская поверхность, обтекаемость и низкопрофильность системы амортизации Zoom Air также увеличивает устойчивость. Низкий профиль позволяет добиться высокоэффективной амортизации, не увеличивая высоту подошвы.

В практике механической амортизации и защите от ударных нагрузок технология Nike Shox занимает лидирующее место. Она обеспечивает оптимальные условия для амортизации, уменьшает рост уровня нагрузки при её пиковом возрастании (что уменьшает риски причинения связанного с этим травм) и придаёт уникальное чувство полной и быстрой отдачи энергии (рисунок 4).


Рисунок 4
Чрезвычайно упругий материал, из которого сделаны колонны системы Nike Shox, обеспечивает прекрасную амортизацию и повышенную износостойкость всей системы.

При создании бутс фирма Nike разработала не только конструкции, но и уделила большое внимание дизайну внешнего вида.

Бутсы Mercurial Vapor Rosa фирмы «Nike» (рисунок 5) разработаны с использованием целого ряда инновационных технологий, главная цель которых – помочь игроку опередить соперников, чему способствует их абсолютно гладкая, аэродинамичная форма.


Рисунок 5
Патентованная система Vapor Traction обеспечивает мгновенное ускорение и делает отталкивание более сильным за счёт лучшего сцепления во всех направлениях. Устойчивость и защиту ступни обеспечивает амортизирующая подушка в области пятки, а стекловолоконная вставка, видимая снаружи, снижает боковое скольжение. Все элементы бутсы в комплекте гарантируют непрерывность игры на сверхвысокой скорости.

Отличительной особенностью этих бутс является их цвет – розовый. Этот цвет сложно ассоциировать с футболом. Новые бутсы тотально розовые, от носка до пятки, за исключением белого «суша» – логотипа «Nike». Нет никаких сомнений, что такая провокационная эстетика не останется незамеченной на футбольном поле.

В компании «Reebok» также уделяется большое внимание созданию различных технологических новшеств. Именно благодаря этим технологическим разработкам достигается максимальное соответствие ноги и обуви, поддержка, амортизация, лёгкий вес и отличные технические показатели спортивной обуви.

Pump-InstaPump – система, обеспечивающая варьируемую поддержку голеностопа и соответствие ноги и обуви (рисунок 6).


Рисунок 6
Технология заключается в том, что в верху обуви, в местах, где это максимально необходимо, расположены воздушные камеры. В кроссовку, обычно в язык, вставляется небольшой шарик из латекса. При его нажатии нагнетается воздух в воздушные камеры, также система оснащена клапаном, через которые камеры могут быть накачаны с помощью специального баллона-инфлятора с углекислым газом. Этот же клапан является системой сброса воздуха из камер. В 1989 году система была впервые представлена на рынке. В 1992 году «Reebok» получает патент на систему PUMP.

Hexalite – сотовая, легковесная, амортизирующая деталь, которая располагается в подошве обуви, в области наиболее сильных ударных нагрузок (рисунок 7).


Рисунок 7
Располагается как в пяточной, так и в носочной части подошвы и обеспечивает при небольшом весе хорошую амортизацию. При силовом воздействии происходит изгиб стенок (перегородок) сотовых ячеек, каждая из которых соприкасается с шестью соседними, обеспечивая перераспределение приложенного усилия по всей поверхности сот. После каждого внешнего воздействия принимает изначальную форму. Hexalite имеет толщину 5 мм и поглощает на 25 % больше энергии, чем то же количество вспененного материала ЭВА. Ultra Hexalite – разновидность системы Hexalite, имеет толщину 8 мм. Поглощает на 25 % больше, чем Hexalite [3].
Анализ патентных источников по назначению спортивной обуви

Заявка № 47078 от 12 июля 1988 года на промышленный образец 27072 - полуботинки лыжно-беговые - подана Ленинградским институтом текстильной и лёгкой промышленности. Авторы: О.К. Тулупов, Н.В. Замарашкин, М.С. Селиванов.

Заявка № 48053 от 07 июля 1988 года на промышленный образец 27082 - ботинки лыжно-беговые - подана Ленинградским институтом текстильной и лёгкой промышленности. Авторы: Н.В. Замарашкин, Е.Б. Пелевина, О.К. Тулупов.

Оригинальное решение конструкции спортивной обуви предложили американские учёные (патент № 6647647, 2003 год). Обувь имеет шипы, которые выступают наружу с нижней поверхности подошвы. Высота большинства шипов может регулироваться. Каждый шип содержит наконечник, который подвижно закреплён в цилиндрической втулке. Наконечник может выдвигаться из втулки или убираться внутрь. После регулирования высоты шипа положение наконечника относительно втулки фиксируется запорным механизмом.

Для удобства при перемещении спортсмена была создана подошва, которая имеет выступы с закруглёнными вогнутыми внутренними и наружными участками, соответствующими конфигурации стопы. Выступы расположены в наиболее важных, с точки зрения опоры стопы, участках с одной или с двух сторон подошвы, в том числе в центральной её части. Возможна любая комбинация выступов подошвы в зависимости от индивидуальных требований.

Для повышения устойчивости и улучшения амортизации и комфортности обуви выступы могут включать боковые и верхние участки промежуточной подошвы. Для повышения гибкости при небольшой массе спортсмена выступы могут быть скошены наружу (патент us № 6591519, 2003 год).

Таким образом, внедрение предложенных изобретений позволит повысить не только художественно-конструктивные характеристики обуви, но и расширить её эксплуатационные свойства, улучшить качество моделей нового ассортимента, применить новые технологии в производстве обуви. Кроме того, развивая формообразование обуви на основе инновационных технологий, можно будет выделить новые направления развития перспективного и футуристического ассортимента обуви, создать ассортимент изделий с широким использованием унификаций [24].
Унификация в процессе проектирования спортивной обуви

Принципиальной задачей работ по стандартизации является повышение качества продукции, снижение трудоёмкости её изготовления, ускорение производственного цикла, развитие специализации и кооперирования предприятий. К разновидностям работ по стандартизации относят классификацию, типизацию и унификацию. Основной целью унификации является сведение неоправданного многообразия изделий, узлов, деталей, технологических процессов, конструкторской, технологической и другой документации к рациональному минимуму, позволяющему технологично и экономно выполнить весь комплекс работ для каждого нового изделия [6].

В зависимости от целей и задач унификации при разработке новых изделий может быть подразделена на:

При разработке новых моделей бытовой обуви в настоящее время широко используется метод создания ряда моделей, так называемого «семейства», на одной конструктивной основе [20]. Предложено использовать этот метод при ремонте обуви [29], а также при конструировании специальной спортивной обуви [16] путём создания конструктивно-унифицированного ряда моделей.

Унификацию в процессе проектирования спортивной обуви можно представить в следующем виде:

  1. предпроектные исследования:

    • определение достигнутого уровня унификации по данной спортивной обуви;

    • оценка уровня унификации образца-эталона;

    • предварительный расчёт уровня унификации разрабатываемого образца;

    • определение возможности применения типовых технологических процессов;

    • определение возможности применения стандартизированных методов испытания и оценки показателей качества разрабатываемой спортивной обуви.

  2. эскизное проектирование:

  1. техническое проектирование:

  1. рабочее проектирование:

На первом этапе после изучения условий рынка, требований, предъявляемых к обуви данным видом спорта; антропо- и биомеханических исследований, если в них есть необходимость; изучения ассортимента материалов и материально-технического уровня производства; установления примерного объёма производства разрабатываемой спортивной обуви (мелкосерийное, крупносерийное, массовое производство) определяют достигнутый уровень унификации по данному ассортименту обуви, который является ориентиром для оценки уровня унификации проектируемых моделей. После выбора образца- аналога оценивается уровень его унификации, при формировании технических требований к разрабатываемому изделию предварительно рассчитывают уровень его унификации, определяют возможность применения типовых технологических процессов.

На стадии эскизного проектирования при выборе пространственной компоновки элементов обуви разрабатывают конструктивно-унифицированный ряд моделей обуви – конструктивные основы по однородным группам моделей – и осуществляют предварительный расчёт возможного уровня унификации разрабатываемого изделия и уровня типизации технологических процессов. При необходимости разрабатывают методику проектирования обуви с применением унифицированных конструктивных элементов или дорабатывают существующую.

Заканчивают работы по унификации конструктивных элементов на стадии разработки технического проекта после отработки конструкции на технологичность. Сопоставляют уровень унификации нового изделия с уровнем, указанным в техническом задании, которое составляют в конце первого этапа.

На этапе рабочего проектирования чертежи деталей изделия подготавливают для базовых (основных) конструкций с учётом предусмотренных модификаций (моделей) спортивной обуви. Разрабатываются рекомендации по использованию унифицированных конструктивных элементов и типовых технологических процессов.

Таким образом, последовательная унификация на всех этапах проектирования будет значительно способствовать повышению эффективности производства и качества разрабатываемой спортивной обуви.

Анализ развития процесса проектирования спортивной обуви с точки зрения унификации и стандартизации позволил выделить две закономерности или 2 очередных этапа. Первый – создание новой спортивной обуви на основе комплексного выполнения конструкторских работ с применением системного подхода к решению задач проектирования. Второй – создание новых моделей спортивной обуви на основе использования каталогов конструктивно-технологических унифицированных элементов спортивной обуви. Оба эти этапа в развитии процесса проектирования спортивной обуви тесно взаимосвязаны и, очевидно, по времени их развитие и становление совпадут. А необходимость использования в современных условиях при создании новой спортивной обуви средств электронно-вычислительной техники диктует потребность в активизации работ по унификации конструктивных элементов и совершенствованию конструкторской и технологической документации.

Логическим результатом унификации и типизации является классификация и кодирование. Это тот фундамент, на котором можно построить и рационально осуществить работу по унификации элементов конструкций обуви, в том числе и спортивной.

Классификацию деталей верха спортивной обуви предлагается проводить на основе рассмотрения размерных и геометрических признаков. Собранная информация о форме и размерах деталей верха спортивной обуви (на примере обуви для игровых видов спорта, кросса и лыжной) позволила выявить признаки классификации конструктивных решений деталей верха и сгруппировать их.


Рисунок 8
Предложено все детали верха спортивной обуви характеризовать тремя основными классификационными признаками: 1 – целостность детали; 2 – линия верхнего контура детали; 3 – линия бокового контура детали (например, крыла союзки и т.д.).

Следует отметить, что здесь не рассмотрены размерные признаки деталей верха, например, такие, как высота союзки и длина крыла, длина берцев или задинки и другие по следующим причинам. Во-первых, расположение контуров многих деталей в готовой обуви определяется положением основных анатомических точек стопы. Во-вторых, размеры деталей зависят от применяемых материалов и назначения спортивной обуви.

Таким образом, информационный код детали верха спортивной обуви будет состоять из 12 позиций. Первая часть кода, характеризующая вид детали и состоящая из четырёх позиций, составляется на основе четырёхуровневой структурной схемы классификатора деталей верха спортивной обуви (рисунок 9).



Рисунок 9
Для примера на схеме указаны коды наружных деталей верха обуви, которые составлены на основе информации о наиболее часто используемых конструкциях верха спортивной обуви. Так, например, для приведённой на рисунке 10 модели туфель для бега трусцой (джогинга) информационные коды некоторых деталей верха обуви будут следующими: 1 – обсоюзка – 1162.111.24.313; 2 – надблочник – 1163.111.21.331; 3 – задинка – 1161.111.22.321.

Рисунок 10
При разработке классификатора деталей низа учитывалось, что в производстве спортивной обуви различного назначения широко используются формованные детали и узлы, получаемые методами литья под давлением, жидкого формования и другое. Использование готовых формованных деталей и узлов низа способствует повышению эффективности производства и создаёт предпосылки для автоматизации процесса производства спортивной обуви [27].

При разработке классификации деталей низа спортивной обуви были использовании некоторые из классификационных признаков формованных деталей и узлов низа бытовой обуви [17]. Детали низа спортивной обуви классифицировались на основе изучения деталей и узлов низа спортивной обуви отечественного и зарубежного производств, а также каталогов крупнейших фирм – производителей спортивной обуви. Классификационная система для низа обуви состоит из трёх частей: 1 – код, определяющий вид детали; 2 – основной код; 3 – дополнительный код.

Код, определяющий вид детали, составляется на основе структурной схемы классификатора деталей низа. На рисунке 11 показана часть структурной схемы, представляющая код подошвы или узла подошвы.

Рисунок 11
Основной код включает сведения о назначении и форме деталей низа обуви. Дополнительный код в данном случае разработан для узла подошвы.

В классификаторе по видам спорта учитываются основные методы крепления, применяемые в производстве спортивной обуви: литьевой, клеевой, ниточный, комбинированный. По степени пространственности детали делятся на плоские, пространственные, комбинированные. Детали или узлы могут полностью соответствовать форме колодки, соответствовать только в продольном или поперечном направлении или не соответствовать вообще.

В дополнительном коде подошвы или узла подошвы спортивной обуви предусмотрено наличие в её конструкции специальных функциональных элементов, к которым относятся амортизатор, поворотный круг, отверстия для шипов, шипы, присоски, накладки, набойка. Эта часть кода включает 3 позиции, так как предлагается описывать наличие специальных функциональных элементов по месторасположению их по длине подошвы: в носочно-пучковой, геленочной и пяточной частях. Описание типа протектора также включает 3 позиции, где указываются местоположение рисунка по длине подошвы, его вид и толщина.

Таким образом, используя основной и дополнительный коды, можно с помощью набора геометрических элементов описать разнообразный ассортимент деталей низа спортивной обуви.

Предлагаемые системы кодирования и классификации деталей верха и низа спортивной обуви по конструктивно-геометрическим признакам способствуют проведению унификации на стадии проектирования и создают необходимые предпосылки для автоматизации процесса проектирования спортивной обуви [27].
Исследования стоп спортсменов

Рентгенографический метод позволяет выявить особенности строения отдельных костей и стопы в целом, исследовать мягкие ткани. Он наглядно показывает изменение размеров и формы стопы в различных фазах [26, 28].

Цель данной работы – исследование влияния спортивной обуви на изменение параметров стопы спортсмена в основных положениях (рисунок 12).


Рисунок 12
Для исследования использовали рентгеновский аппарат «ТУР-Д-1001» (ГДР) с излучателями РИД-1 и РИД-2, содержащими двухфокусные трубки (соответственно 2-30 БД11-150 и 14-30 БД10-150). Излучатели устанавливали таким образом, чтобы съёмку стопы можно было проводить в двух ортодоксальных проекциях – боковой и плантарной. Время экспозиции составляло 0,3 с.

Схема рентгенографической установки приведена на рисунке 13.


Рисунок 13
Она состоит из пульта управления 1, высокочастотного трансформатора 2, источника рентгеновского излучения 3, плоскости опоры 4, на которую устанавливается объект исследования 5, кассеты 6.

Объектами рентгенографических исследований явились стопы баскетболистов, теннисистов и волейболистов без обуви и в обуви. На основе предварительно проведённых антропометрических обследований были отобраны спортсмены, имеющие среднетипичные стопы для спортсменов данной специализации. Рентгенографию стоп проводили в профильном их положении при стоянии спортсмена обеими ногами на опоре; без опоры на весу; во время отталкивания левой стопы от опоры [4] (у подавляющего большинства спортсменов толчковая нога – левая [5]); плантарную проекцию получали при расположении стопы на горизонтальной поверхности в положении сидя.

Для испытаний были отобраны образцы спортивной обуви для баскетбола, волейбола и тенниса, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, а также производства зарубежных фирм. Обувь отличалась внутренней формой, высотой приподнятости пяточной части, материалами верха и низа, а также оформлением.

Полученные рентгенограммы обрабатывали по методике [26] в соответствии с работой [28, с.19-21]. Для измерения состояния свода стопы строился треугольник, за вершину которого принимали верхний задний край первой ладьевидной кости, а за оснвоание – линию, соединяющую нижний край пяточного бугра и нижний край первой плюсневой кости. Состояние свода стопы характеризуется изменением величины угла ? с вершиной на верхнем заднем краю первой ладьевидной кости.

По реакции на нагрузку были выделены [26] 3 вида нормальных стоп: нормотоническая, гипотоническая и гипертоническая. Общим является уменьшение высоты свода (увеличение угла ?) при равномерной нагрузке на обе ноги. При увеличении нагрузки у нормотонической стопы угол увеличивается на 1-2°. При нагружении гипотонической стопы по мере роста нагрузки происходит последовательное опускание свода. Этот вид нормальных стоп обладает малыми функциональными возможностями. Гипертоническая стопа характеризуется уплощением свода (угол ? увеличивается на 3-5°) при опоре на обе ноги и увеличением свода при нагрузке. Такая стопа обладает большими резервными функциональными возможностями.

Таблица 1

Параметры стоп по результатам рентгенографии


Вид спорта

Образец обуви

Величина угла ?, градус, в положении

Приподнятость пяточной части, мм

Отклонение большого пальца, градус

Длина стопы, мм

Ширина стопы в сечении 0,68Дст, мм

без опоры

опоры

толчка одной ногой

по мягким тканям

по скелету

в основной стойке

в положении «толчок»

по мягким тканям

по скелету

на обе ноги

на одну ногу

по мягким тканям

по скелету

по мягким тканям

по скелету

Баскетбол

Без обуви

«Diodora» (Италия)

«Brooks» (США)

«Старт» (ЭКСИ «Спорт»)

116

115

112

116

120

118

117

120

117

115

112

117

103

106

103

107



17

22

5



31

37

16

20

29

33

43

303

302

300

299

284

284

284

284

293

308

307

305

272

287

286

289

105

104

102

96

91

90

89

89

Волейбол

Без обуви

«Tiger» (Япония)

«Adidas» (ФРГ)

«Красный резинщик» (КПО)

104

103

103

104

108

106

107

107

104

102

103

104

92

92

94

93



10

12

5



22

24

16

17

27

34

29

297

295

294

297

279

279

279

279

289

301

302

302

270

281

284

282

106

104

101

106

90

89

86

90

Теннис

Без обуви

«Brooks» (США)

«Nike» (США)

«Корт» (ЭКСИ «Спорт»)

112

111

110

110

115

113

114

114

113

112

112

112

103

104

106

106



16

14

12



29

27

24

22

33

41

38

283

281

281

282

267

267

267

267

274

287

287

289

257

269

271

272

101

100

98

99

86

84

82

84



Все стопы спортсменов, подвергшихся испытаниям, можно считать гипертоническими – рессорная функция их увеличивается при возрастании нагрузки, особенно у волейболистов и баскетболистов, очевидно, в силу того, что прыжки являются одним из основных игровых элементов в этих видах спорта. Кроме того, отмечено, что рессорные функции стопы улучшаются в баскетбольной обуви фирмы «Brooks», волейбольной – «Tiger» и теннисной – «Brooks».

При обработке рентгенограмм определяли длину стопы, ширину в пучках в сечении 0,68Дст, высоту приподнятости пяточной части по мягким тканям и скелету, а также отклонение большого пальца.

Как видно из таблицы, в отечественных образцах спортивной обуви высота приподнятости пяточной части стопы значительно меньше, чем в зарубежных: в баскетбольной – в 3-4 раза, в волейбольной – в 2 раза.

Наибольшие отклонения большого пальца наружу отмечены в образцах обуви «Старт», «Nike», «Корт», «Adidas», где угол отклонения возрастает по сравнению со стопой без обуви примерно в 2 раза.

Анализ длиннотных и широтных параметров стопы показал, что длина стопы во всех образцах обуви (по скелету) не меняется по сравнению с длиной необутой стопы. В положении «толчок» длина стопы без обуви уменьшается за счёт увеличения свода и поджатия пальцев, то есть в результате напряжения мышц увеличивается рессорная функция хорошо тренированных стоп.

Длина стопы в обуви при толчке увеличивается в основном за счёт выпрямления и уплощения пальцевого отдела, вызванного давлением материала верха на фаланги пальцев. Образование складок на верхе обуви наблюдалось для всех образцов в зоне 0,62Дст – 0,81Дст.

Во всех образцах обуви, за исключением моделей «Старт» и «Adidas», не происходит значительного изменения ширины стопы в сечении 0,68Дст как по мягким тканям, так и по скелету, что говорит о хорошем соответствии внутренней формы обуви (колодки) стопе спортсмена.

После рентгенографических исследований спортсмены эксплуатировали эту обувь на тренировках. При этом ими отмечались болезненные ощущения в области пяточной части вследствие недостаточной её приподнятости в отечественной баскетбольной и волейбольной обуви, неприятные ощущения сжатия переднего (пальцевого) отдела стопы в обуви «Старт», «Adidas», «Nike» и «Корт». Субъективные ощущения спортсменов хорошо согласуются с экспериментальными рентгенографическими данными.

Таким образом, рентгенографические исследования позволяют получить наглядную картину влияния конструкции обуви, её внутренней формы на стопу, объективно оценивать статистическое и динамическое соответствие обуви стопе. Полученная информация использована при проектировании колодок и конструкций спортивной обуви для баскетбола и волейбола [4].

Разработка спортивной обуви и оценка её качества должны базироваться на глубоком понимании специфики каждого конкретного вида спорта и требований, предъявляемых к обуви. Получить полную картину состояния стопы спортсмена, проследить механизм возникновения нагрузок и их перераспределение в процессе локомаций и т.д. позволяют биомеханические, антропометрические и плантографические исследования. Биомеханические исследования с помощью силовых платформ [33] дают возможность непосредственно наблюдать и количественно оценивать особенности взаимодействия между стопой спортсмена и обувью, глубже проникать в природу динамических процессов, оценивать способность обуви предохранять стопу и всё тело спортсмена от перегрузок.

Цель данной работы – оценка качества спортивной обуви на основе биомеханических исследований – тестирования на силовой платформе электронно-измерительной системы «Emed» фирмы «Emed system» (ФРГ).

Тензометрический компьютерный комплекс «Emed» состоит из сенсорной платформы или стельки, электронного блока для обработки информации, дисплея для получения цветного изображения, дисковода для записи информации на внешние магнитные носители, клавиатуры для ввода диагноза и пояснений, и шестицветного принтера. На тензометрической платформе и стельке располагаются датчики-сенсоры с плотностью до четырёх на 1 см2, от которых электрические сигналы поступают в блок.

Аппаратура и математическое обеспечение позволяют исследовать стопу человека как в обуви, так и без неё. Для обработки информации используется компьютер и пакет программ фирмы «Novel» и ЦИТО.

Методика исследований следующая. Сначала испытуемому предлагают постоять босиком, опираясь одной ногой на измерительную платформу; при этом информация о стопе заносится в память ЭВМ. Затем испытуемому предлагают в процессе ходьбы с постоянной скоростью наступать этой ногой на платформу, при этом на экране дисплея возникает изображение суммарного отпечатка стопы.

При анализе характера распределения давления можно вызывать из памяти ЭВМ дискретные значения давления с интервалом 59-60 мс. Второй этап исследований – измерение распределения давления по стопе с помощью тензометрической стельки, вкладываемой внутрь обуви.

Полученные дифференциальные трёхмерные диаграммы дополняются цифровой и графической информацией, приведённой в левой части экрана дисплея, причём полученная информация автоматически сравнивается с тензограммой в состоянии покоя и тензограммой условной средней нормальной стопы (по данным ЦИТО).

Система «Emed» даёт возможность получать площадь опорной поверхности стопы, см2; величину вертикальной составляющей реакции опоры, то есть силу, с которой нога отталкивается от поверхности опоры; максимальное давление в данной (любой) точке на плантарной поверхности стопы. Распределение давления под стопой рассматривается как реализация дискретной случайной величины, описываемой статистическими показателями. Весь период переката стопы выражается в так называемом суммарном отпечатке, представляющим собой разноцветную мозаичную картину – цвет зависит от величины давления: наименьшее давление (более 1 кПа) – чёрный цвет; наибольшее (более 30 кПа) – красный цвет.

На первом этапе исследований с помощью традиционных антропометрических и плантографических исследований [28] из группы спортсменов был отобран 1 спортсмен, состояние стопы которого следует считать нормальным, без отклонений (состояние свода стопы: Кл = 0,71; Кп = 0,697). Анализ биомеханических параметров стопы подтвердил нормальное состояние стопы испытуемого. Был получен классический двугорбый график изменения усилия за период шага; изменения давления на стопу в процессе шага говорит о нормальном нагружении стопы; площадь отпечатка стопы изменяется также в пределах нормы.

Таким образом, проведённые антропометрические, плантографические и биомеханические исследования показали, что стопа испытуемого спортсмена нормальная, стандартная и, следовательно, позволяет получать объективную и достоверную информацию о нагружении стопы в нормальных условиях.

Кроме того, по данным работы [32], биомеханические исследования локомаций на одном испытуемом достаточно корректны, так как индивидуальные особенности каждого испытуемого не затемняют общей картины процесса.

Для исследования особенностей взаимодействия стопы с обувью были отобраны 4 образца спортивной обуви ряда ведущих фирм, специализирующихся на её выпуске. Данные модели прошли предварительную опытную носку и получили положительные отзывы спортсменов: 1 – туфли для волейбола фирмы «Swit» (ЧССР); 2 – туфли для волейбола фирмы «Diadora» (Италия); 3 – туфли для кросса фирмы «Diadora» (Италия); 4 – ботинки для баскетбола фирмы «Brooks» (США).

Стелька во всех образцах обуви изготовлена из вспененных полимерных материалов (1, 4 – из полиуретана; 2, 3 – из полиэтилена) и амортизатором в пяточно-геленочной части. Основная стелька в образцах 1 и 4 изготовлена из нетканого материала, 2 и 3 – из тексона. В качестве материала подошвы во всех образцах обуви использована резина различной плотности и структуры (2, 4 – двухслойная подошва: наружный слой – монолитная резина, внутренний – пористая резина или пористый полиуретан в образце 4). Кроме того, на ходовой поверхности подошвы баскетбольной обуви имеются вкладыши из резины большей твёрдости. Конструктивные параметры этой обуви и показатели некоторых эргономических свойств приведены в таблице 2.

Таблица 2


Параметр

Образец обуви

1

2

3

4

Длина стельки, мм

285

282

282

285

Ширина в пучках, мм

106

110

108

116

Ширина в пятке, мм

75

80

86

78

Высота берцев, мм

85

90

95

130

Степень закрытости

средняя

средняя

средняя

высокая

Наполненность носочной части

малая

малая

средняя

высокая

Высота приподнятости пяточной части, мм

10

10

10

20

Масса обуви, г

318

280

220

500

Жёсткость на изгиб, Н/см

3,3

2,8

5,1

16,4


С помощью установки «Emed» были получены биомеханические параметры стопы в перечисленных образцах спортивной обуви. В таблице 3 приведены усреднённые значения параметров.

Таблица 3


Образец обуви

Сила, Н

Площадь отпечатка, см2

Давление, кПа

среднее

максимальное

1

412,73

184,33

2,24

7,63

2

434,59

185,67

2,34

8,71

3

422,50

197,33

2,14

7,43

4

417,27

196,67

2,12

11,38

Стопа без обуви

436,98

159,00

2,75

12,78


Как видно из таблицы, стопа, не защищённая обувью, испытывает наибольшую нагрузку, конструктивные особенности обуви влияют на величину отпечатка и давление.

Наряду с количественной характеристикой нагружения стопы в различной обуви и без обуви получали качественную характеристику нагружения. Картина нагружения стопы показывает, что при ходьбе без обуви давление распределяется крайне неравномерно. Наибольшее давление в области пятки свидетельствует о тяжёлой походке, свойственной мужчинам. Наложение скелета стопы на картину распределения давления позволило выявить «опасные зоны», на которые приходится максимальная нагрузка при ходьбе, и соответствующие им антропометрические отделы стопы – область сочленения ногтевой фаланги со средней фалангой большого пальца, головки первой и третьей плюсневых костей и область сочленения пяточной и таранной костей.

Характер нагружения стопы в образце обуви 1 во многом повторяет характер нагружения в процессе движения стопы без обуви. Очевидно потому, что низ обуви изготовлен из резины небольшой толщины, высота приподнятости пяточной части равна 10 мм; значения ширины стельки в пучках и в пятке (таблица 2) близки к значениям соответствующих параметров голой стопы (103 и 73 мм). Площадь отпечатка самая маленькая и близка к площади отпечатка стопы. Однако наличие так называемой ортопедической вкладной стельки из вспененных материалов способствует рассредоточению давления в области пятки и носка. При проекции скелета на отпечаток в опасной зоне больших нагрузок оказывается таранная кость и область сочленения фаланг большого пальца.

В образце 2 изменение давления по участкам стопы происходит более плавно; пяточная и передняя части стопы нагружаются одинаково. Это объясняется конструктивными особенностями обуви. Обувь шире в пятке и пучках, подошва – двухслойная, наружный слой обеспечивает хороший контакт с поверхностью спортивной площадки, внутренний пористый слой и вкладная стелька из вспененного полиэтилена – лёгкость обуви, лучшую амортизацию и большую гибкость (таблица 2).

Проекция скелета на отпечаток следа показывает удовлетворительное нагружение пяточной части стопы и довольно большие нагрузки в области сочленения передней и средней фаланг большого пальца.

Наиболее равномерное распределение давления отмечено при ходьбе в образце 3 обуви. Благодаря двухслойной подошве с лёгким и упругим внутренним слоем, трёхслойной стельке с амортизирующим сердечником в пяточной части давление распределяется на мягкие ткани стопы. Наложение скелета на отпечаток стопы даёт удовлетворительную картину распределения давления в области пятки, хотя в области фаланг первого и второго пальцев имеются «опасные зоны».

Характер нагружения стопы при ходьбе в образце 4 резко отличается от характера нагружения стопы при ходьбе босиком, а также в образцах обуви 1-3 в связи с большими конструктивными особенностями баскетбольной обуви. Размеры стельки и подошвы, жёсткость низа обуви обеспечивают максимальную площадь контакта с опорой (таблицы 2, 3). Большая масса обуви и жёсткость – причина довольно высоких значений максимального давления (11,38 кПа). Однако сложная конструкция низа этой обуви с переменной жёсткостью позволяет смягчать нагрузки на отдельные зоны стопы.

Таким образом, проведённое тестирование силового взаимодействия «стопа – силовая спортивная обувь – опора» позволило сделать следующие выводы:

Возрастающие требования к росту спортивных достижений во всех видах спорта вызывают на современном этапе необходимость расширения диапазона средств спортивной подготовки, поиска новых путей повышения мастерства спортсменов. Одним из таких путей является разработка специальной спортивной обуви, отвечающей функциональному назначению и специфике занятия конкретным видом спорта, в частности спортивным ориентированием. Обувь спортсменов-ориентировщиков играет немаловажную роль в соревновательно-тренировочной деятельности. Спортсмены, как правило, выступают на трассах в резинотекстильной обуви, кроссовках, легкоатлетических туфлях. Такая обувь на удовлетворяет запросы ориентировщиков, так как изготовлена на колодках, не отражающих морфофункциональные особенности стоп спортсменов.

Отличительная особенность спортивного ориентирования – не только высокая скорость перемещения, но и весь комплекс перемещений, включающий сложнокоординационные движения (прямолинейные, резкие повороты, изменение направления бега, остановки), большие скоростные нагрузки. Это отражается на морфологии стоп спортсменов, продолжительное время занимающихся спортивным ориентированием. С целью выявления морфометрических особенностей стоп спортсменов, а также для получения исходных данных для проектирования колодок специальной спортивной обуви проведены антропометрические обследования стоп спортсменов-ориентировщиков.

Количество стоп по каждой половозрастной группе (репрезентативные выборки) с достаточной для практических целей точностью и вероятностью [24] составляло свыше 100 человек различной спортивной квалификации.

Стопы спортсменов обмеряли по известной методике и расширенной программе [24]. По каждой из обмеренных стоп определяли около 100 параметров (длиннотные, широтные – на стопомере и по плантограмме, высотные, обхватные, параметры пятки и другие). Результаты измерений обрабатывали на ЭВМ СМ-1420 и «Искра-1030» с использованием пакета прикладных программ.

Таблица 4

Статистические характеристики основных морфометрических параметров стоп

спортсменов-ориентировщиков


Морфометрические параметры стоп

М, мм

т, мм

?, мм

?, %

Р, %

Длина

стопы

до внутреннего пучка

до наружного пучка

до середины пятки


277,2

196,6

170,0

47,1


1,6

1,2

2,1

0,3


12,6

9,4

16,6

2,7


0,05

0,05

1,00

0,06


0,6

0,6

1,0

0,7

Ширина

внутреннего пучка

по середине пучков (контур)

по середине пучков (отпечаток)

пятки (контур)

пятки (отпечаток)


41,6

102,5

82,6

74,9

52,8


0,6

0,6

0,7

0,5

0,5


4,4

4,9

5,0

3,9

3,5


0,10

0,05

0,06

0,05

0,07


1,3

0,6

0,8

0,7

0,8

Обхват

по середине пучков (опора)

прямого взъёма (опора)

через сгиб и пятку

по середине пучков (вис)

прямого взъёма (вис)


248,4

256,5

343,0

245,1

254,5


1,5

1,6

3,2

2,8

2,7


11,4

12,4

24,6

21,4

20,8


0,05

0,04

0,07

0,01

0,08


0,6

0,6

0,9

1,1

1,1

Высота

первого пальца (середина)

головки первой плюсневой кости

пятого пальца

точки сгиба

нижнего края бугра ладьевидной кости


19,9

35,1

20,6

86,5

44,7


0,2

0,4

0,4

0,6

0,6


1,7

2,8

3,2

4,6

4,4


0,08

0,08

0,20

0,05

0,10


1,1

1,0

2,0

0,7

1,3


Таблица 5

Сравнительная характеристика основных морфометрических показателей стоп

спортсменов-ориентировщиков, легкоатлетов (бегунов) и неспортсменов

по мужской половозрастной группе


Морфологические показатели стоп

Номер показателя по анкете

Неспортсмены

Легкоатлеты (бегуны)

Ориентировщиков

Длина

стопы

до внутреннего пучка

до наружного пучка

до середины пятки


34

37

38

40


266,0 мм

192,4 мм

161,5 мм

40,7 мм


280,0 мм

201,8 мм

172,8 мм

46,2 мм


277,3 мм

196,6 мм

170,0 мм

47,1 мм

Ширина

внутреннего пучка

по середине пучков (контур)

по середине пучков (отпечаток)

пятки (контур)

пятки (отпечаток)


48

48

50

65

66




99,6 мм

85,5 мм

70,7 мм

55,3 мм


42,0 мм

104,2 мм

86,1 мм

73,1 мм

53,6 мм


42,6 мм

102,5 мм

82,5 мм

74,8 мм

52,8 мм

Обхват

по середине пучков (опора)

прямого взъёма (опора)

через сгиб и пятку

по середине пучков (вис)

прямого взъёма (вис)


11

12

13

15

16




260,2 мм

342,1 мм






250,9 мм

260,7 мм

351,0 мм

242,3 мм

256,8 мм


248,4 мм

256,5 мм

343,0 мм

245,1 мм

254,4 мм

Высота

первого пальца (середина)

головки первой плюсневой кости

пятого пальца

точки сгиба

нижнего края бугра ладьевидной кости


19

20

21

22

23


23,9 мм

36,5 мм



76,8 мм

39,3 мм


24,7 мм

37,2 мм

20,2 мм

75,7 мм

43,5 мм


19,9 мм

35,1 мм

20,6 мм

86,4 мм

44,7 мм

Угол отклонения первого пальца

42

12,0°

8,4°

8,2°


Как видно из таблицы 5, стопы спортсменов обеих групп имеют большую длину стопы, большие значения ширины пучков и высоты до нижнего края бугра ладьевидной кости, однако меньшие значения ширины отпечатка пятки, чем неспортсмены. Перечисленные особенности объясняются большими нагрузками на стопу спортсменов при беге, что ведёт в конечном итоге к распластыванию носочно-пучковой части стопы.

Пяточная часть стопы при беге большую часть времени находится в безопорном состоянии, поэтому спортсмены имеют более грацильную пятку по сравнению с неспортсменами.

Большие значения высоты нижнего края бугра ладьевидной кости стоп спортсменов свидетельствуют о более развитом у них продольном (опорном и грузовом) своде стопы по сравнению с неспортсменами.

При сравнении параметров стоп спортсменов двух указанных групп можно сделать вывод о том, что ориентировщики имеют меньшие значения длины стопы, ширины в пучках, обхватов в пучках, прямом взъёме и через пятку/сгиб, а также высоту первого пальца и головки первой плюсневой кости. Стопы бегунов более долихоморфные, то есть имеют большую вытянутость и зауженность пропорций. Это связано с меньшей интенсивностью бега ориентировщиков и соответственно меньшими по величине нагрузками на стопу.

В ходе проведения антропометрических обследований стоп выявились морфологическое особенности стоп спортсменов, характерные для данного вида спорта и определяемые специальным отбором и адаптацией стоп к специальным нагрузкам.

На рисунке 14 в качестве примера приведены характерные особенности морфологии стоп спортсменов-ориентировщиков (мужчин).

Рисунок 14
Как было установлено в результате проведения антропометрических обследований стоп ориентировщиков, 99,9 % обмеренных стоп мужчин и 100 % стоп женщин имеют поперечное плоскостопие при прекрасно развитом продольном своде (в результате обработки плантограмм установлено, что 97,9 % обмеренных стоп женщин и 87,0 % стоп мужчин имеют нормальное состояние продольного свода стопы).

Следующей характерной особенностью морфологии стоп ориентировщиков является гипертрофия мышц пятого пальца (50,0 % обмеренных стоп мужчин и 38,5 % стоп женщин) и сочетание гипертрофии мышц первого и пятого пальцев (53,9 % женщин и 46,7 % мужчин). В сумме эти деформации встречаются у 96,7 % мужчин и у 92,4 % женщин. Их развитие и возникновение можно объяснить адаптационным стремлением организма к увеличению опорной поверхности стопы, особенно при беге по неровной и наклонной поверхности.

Особенностью обмеренных стоп является также гипертрофия головок первой плюсневой кости (11,7 % мужчин и 9,8 % женщин) и их сочетаний. Суммарный процент частоты встречаемости указанных деформаций в коллективах обмеренных составил 83,4 % у мужчин и 90,4 % у женщин.

Для стоп ориентировщиков характерно сочетание гипертрофии мышц первого и пятого пальцев с гипертрофией головок первой и пятой плюсневых костей (81,7 % обмеренных стоп мужчин).

Часто встречающаяся у стоп спортсменов-ориентировщиков деформация – гипертрофия наружной бугристости пяточной кости (30,0 % мужчин и 30,8 % женщин).

Перечисленные выше деформации в костно-мышечном строении стопы являются адаптационными к особенностям биомеханики занятий данным видом спорта и проявляются, в частности, в стремлении к увеличению площади опорной поверхности стопы. Hallux valgus встречается среди 30,8 % обмеренных стоп женщин и среди 18,3 % стоп мужчин.

К особенностям морфологии стоп ориентировщиков можно отнести сочетание hallix valgus с супинированной или эскавированной стопой (15,3 % стоп женщин).

Почти 100 %-ное поперечное плоскостопие ориентировщиков способствует веерообразному расположению пальцев стопы (19,2 % стоп женщин и 11,7 % стоп мужчин). Анализ плантограмм обмеренных стоп показал, что 56,7 % стоп мужчин имеют угол отклонения первого пальца меньше 8,2° (среднего значения по мужской группе) и 50,0 % стоп женщин – меньше 10,1° (среднего значения по женской группе). Причём 42 % стоп мужчин имеют значения игла от –4° до +5°, что необходимо учитывать при разработке носочно-пучковой части колодки.

После обработки данных антропометрических обследований стоп получены графические изображения условных среднетипичных стоп (УСТС) спортсменов-ориентирововщиков (мужчин и женщин).

На рисунке 15 в качестве примера приведено графическое изображение условной среднетипичной стопы мужчины ориентировщиков, которое включает разработки плантарной (горизонтальной), фронтальной (профильной) проекций, а также поперечно-вертикального сечения самого широкого места пятки и является основой для построения соответствующих сечений колодки.

Рисунок 15
Разработка колодок для спортивной обуви включает следующие этапы [24]:

Согласно ГОСТ 23724-85 [31], исходными размерами колодок по мужской и женской группам являются соответственно 270 и 240.

Величины основных параметров колодок определяются по известным формулам работы [24] с использованием данных проведённых антропометрических обследований стоп спортсменов-ориентировщиков.
Таблица 6

Значения основных параметров колодок фасона 986113-Э

к обуви для спортивного ориентирования


Основные параметры колодок

Величины параметров, мм, для колодок фасонов

98118

98421

986113-Э

Длина следа (стельки) колодки

280

270

280

Ширина стельки в сечениях

0,19 Дст

0,68 Дст


62,8

87,5


51,0

82,0


62,0

95,0

Обхват в сечениях

0,72/0,68 Дст

0,55 Дст


246

258


241

241


249

254

Высота приподнятости

носочной части

пяточной части


12

15


15

25


10

15
  1   2


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации