球鞋技術(shù)論文
球鞋技術(shù)論文
球鞋是我們生活中極為常見(jiàn)的生活用品。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的球鞋技術(shù)論文，希望你們喜歡。
球鞋技術(shù)論文篇一
國(guó)內(nèi)外知名籃球鞋力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究
摘 要: 目的:了解國(guó)內(nèi)外二款知名籃球鞋“耐克”全掌氣墊籃球鞋和“安踏” 非氣墊籃球 鞋的力學(xué)性能,評(píng)價(jià)力學(xué)功效。方法:以實(shí)驗(yàn)法測(cè)試二款知名籃球鞋的力學(xué)性能。結(jié)果:二 款知名籃球鞋的壓力測(cè)試表明,幾乎所有的被試者“鞋-地”界面平均壓力與峰值壓力“安 踏”鞋比“耐克”鞋稍高,但二款籃球鞋“鞋-地”界面的平均壓力與峰值壓力值都不存在 顯著性差異(P>0.05);縱跳實(shí)驗(yàn)表明,“安踏”鞋縱跳高度稍高于“耐克”鞋,二 者之 間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異;摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)表明,“耐克”鞋的動(dòng)靜摩擦系數(shù)優(yōu)于“安踏”鞋的 動(dòng)靜摩擦系數(shù),二者的的動(dòng)靜摩擦系數(shù)之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異(P<0.05)。
關(guān)鍵詞:知名籃球鞋;耐克全掌氣墊籃球鞋;安踏非氣墊籃球鞋;力學(xué)性能
中圖分類(lèi)號(hào):G804.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編 號(hào):1007-3612(2010)05-0059-03
An Experimental Study on Mechanical Properties of Well-known Bas ketball Shoes at Home and Abroad
QIU Qiner1,LU Yichen2,LI Jianshe3
(1.Department of Physical Education, Ningbo University, Ningb o 315211, Zhejiang China;2.Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, Zh ejiang China; 3.Zhejiang College of Sports, Hangzhou 311123, Zhejiang C hina)
Abstract: The purpose of this study was to explore mechanical properties and eva luate mechanical effect of the wellknown foreign fullpalmair basketball sh oes of the Nike and domestic nonair basketball shoes of Anta. The method
is to conduct experiment on the mechanical properties of these shoes. The stres s tests show that, almost all mean pressure and peak pressure of Anta was slight ly higher than Nike on “shoesground"indicators, but the average pressure an d peak pressure value does not exist significant differences(P>0.05). Thevertical jump tests show that the height of vertical jump of Anta was slightly
higher than the Nike but without significant difference. The friction coefficie nt tests show that dynamic or static friction coefficient of Nike is superior th an Anta, and the dynamic or static friction coefficient does exist significant d ifferences(P<0.05).
Key words: well-known basketball shoes; full-palm-air basketball shoes o f Nike; non-air basketball shoes of Anta; mechanical properties
中國(guó)是世界上最大的運(yùn)動(dòng)鞋生產(chǎn)和制造基地,在如今全球范圍內(nèi),每?jī)呻p運(yùn)動(dòng)鞋中就有 一雙是中國(guó)制造的。國(guó)內(nèi)著名品牌運(yùn)動(dòng)鞋在最近兩年內(nèi)適應(yīng)市場(chǎng)專(zhuān)業(yè)細(xì)分后,開(kāi)始了自己真 正的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā),但其專(zhuān)業(yè)性能無(wú)法與Nike、Adidas、Asics、Reebok等國(guó)際品牌相抗衡。中 國(guó)的運(yùn)動(dòng)鞋品牌公司很少有自己的研發(fā)中心,基本上還是處于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的水平,根本沒(méi)有自 己的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究機(jī)構(gòu)支撐其品牌的專(zhuān)業(yè)化發(fā)展,更多以款式獲得 消費(fèi)者的青睞。
幾乎所有的生產(chǎn)廠家都宣傳自己產(chǎn)品在部分力學(xué)性能上的優(yōu)越性,提高產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力 和附加值,從而影響消費(fèi)者的認(rèn)知,產(chǎn)生明顯的價(jià)值差異。然而大部分籃球運(yùn)動(dòng)鞋僅僅只是 設(shè)計(jì)上的美觀而缺少實(shí)際功能價(jià)值,受外界沖力的減少不一定意味著更有效的減少運(yùn)動(dòng)損傷 ,因?yàn)橄リP(guān)節(jié)損傷的重要因素更多的是運(yùn)動(dòng)中的踝關(guān)節(jié)外翻損傷所致。本論文基于實(shí)驗(yàn)方法 對(duì)國(guó)內(nèi)外二款知名籃球鞋的部分力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,評(píng)價(jià)這兩款籃球鞋的生物力學(xué)功效。
1 研究對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象 以國(guó)內(nèi)知名品牌安踏非氣墊籃球運(yùn)動(dòng)鞋與國(guó)際著 名品牌耐克氣墊籃球運(yùn)動(dòng)鞋的力學(xué)指標(biāo)性能為研究對(duì)象。
1.2 研究方法
1) 采用Kistler進(jìn)行足底壓力實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)對(duì)象為寧波大學(xué)體育學(xué)院學(xué)生,對(duì)被試進(jìn)行一周 的動(dòng)作訓(xùn)練,保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)作的一致性。讓青年男性大學(xué)生穿著國(guó)外知名品牌耐克全掌氣墊籃 球鞋和國(guó)內(nèi)知名品牌安踏非氣墊籃球鞋,測(cè)試“鞋-地”界面力學(xué)參數(shù),測(cè)試前沒(méi)有劇烈的 運(yùn)動(dòng),在安靜環(huán)境下隨機(jī)穿鞋進(jìn)行測(cè)試,每次測(cè)試間隔時(shí)間為20 min。
2) 采用Quattro Jump縱跳板進(jìn)行雙手叉腰原地縱跳實(shí)驗(yàn),每位被試穿“耐克”全掌氣墊 籃球鞋和“安踏”非氣墊籃球鞋分別進(jìn)行縱跳,被試雙手叉腰,雙腳自然開(kāi)立于Quattro Ju mp縱跳板上,聽(tīng)到起跳信號(hào)后開(kāi)始縱跳,記錄被試穿著每一款籃球鞋竭力縱跳十次的相關(guān)高 度,每次縱跳測(cè)
投稿日期:2009-04-15
作者簡(jiǎn)介:裘琴兒,副教授,碩士,研究方向運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。 量間隔10 min,讓被試充分休息。
3) 實(shí)驗(yàn)用鞋:實(shí)驗(yàn)用鞋購(gòu)置于大型百貨商店“耐克”和“安踏”品牌特許零售商專(zhuān)柜。
黑色:“安踏” 非氣墊籃球鞋(產(chǎn)品編號(hào):162205-4)
白色:“耐克”全掌氣墊籃球鞋(產(chǎn)品編號(hào):312971-101)
圖1 實(shí)驗(yàn)用鞋
2 結(jié)果與分析
2.1 壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)動(dòng)量定理的積分形式:
I=∫tt0(∑F1)dt=P-P0
式中所示合外力在一段時(shí)間t-t0內(nèi),質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的改變量等于這段時(shí)間內(nèi)作用于質(zhì)點(diǎn)合力 的沖量,P0與P分別表示質(zhì)點(diǎn)的初動(dòng)量與末動(dòng)量。因合力的沖量等于各分力沖量的和, 而每一個(gè)分力的沖量可表示為平均作用力與時(shí)間的乘積。
∑F1(t-t0)=P-P0
在固定動(dòng)作與訓(xùn)練基礎(chǔ)上,通過(guò)測(cè)試運(yùn)動(dòng)員在一段時(shí)間內(nèi)腳受到的平均作用力來(lái)反映運(yùn)動(dòng)鞋 底的緩沖效果,由于測(cè)試過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員“鞋-地”界面的作用力不是平均分布,因此用“鞋 -地”平均壓力的大小來(lái)反映運(yùn)動(dòng)鞋的力學(xué)性能。
2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
足底壓力測(cè)量技術(shù)(measuring technique of plantar pressure)是運(yùn)用壓力測(cè)量?jī)x器 對(duì)人體在靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)過(guò)程中足底壓力的力學(xué)、幾何學(xué)以及時(shí)間參數(shù)值進(jìn)行測(cè)定,對(duì)不同狀 態(tài)下的足底壓力參數(shù)進(jìn)行分析研究,揭示不同的足底壓力分布特征以及功能評(píng)定。
圖2 “鞋-地”界面作用力3D圖運(yùn)動(dòng)鞋是人體下肢末端(足)對(duì)地面施加作用力的介質(zhì),“鞋-地”是介質(zhì)對(duì)地面作用 的界面。平均壓力是足底或者鞋底在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到垂直方向力的平均值,峰值壓力反映人 體運(yùn)動(dòng)中足部受到外力的最大沖擊,因此這是足鞋相關(guān)研究的重要測(cè)量指標(biāo)。“鞋-地”界 面的峰值壓力值是縱跳過(guò)程中Kistler三維測(cè)力臺(tái)測(cè)得的鞋底對(duì)測(cè)力臺(tái)壓力的最大值,如圖2 測(cè)力臺(tái)測(cè)得的“鞋-地”界面作用力3D圖。
本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的壓力測(cè)試表明,幾乎所有的被試 者安踏平均壓力與峰值壓力比耐克稍高,但二款籃球鞋“鞋-地”界面的平均壓力與峰值壓 力都不存在顯著性差異(表1,表2)。
表1 二款籃球鞋鞋―地界面平均壓力值N
被試
安踏平均壓力值 耐克平均壓力值壓力值差 P被試1 560.75±32.53552.94±41.667.8 1 >0.05被試2 661.68±55.62648.18±49.7213. 5 >0.05被試3 599.90±43.06590.67±46.089.2 3 >0.05被試4 832.22±55.31756.64±58.1275. 58>0.05 被試5 664.10±46.07633.47±54.1630. 63>0.05被試6 653.96±38.76635.01±41.1818. 95>0.05被試7 641.38±40.12631.55±42.279.8 3 >0.05
被試8 544.56±42.50550.88±36.72-6. 32>0.05
被試9 680.07±54.07620.51±50.91 59.5 6 >0.05
被試10688.33±49.14 670.36±47.3717.9 7>0.05 表2 二款籃球鞋鞋―地界面峰值壓力N
被試安 踏峰值壓力耐克峰值壓力峰值壓力差P被試1 1678.75±42.63 1673.08±51.015.67
>0.05被試2 2013.95±65.28 2010.45±29.253.5
>0.05被試3 1628.03±40.36 1625.87±36.982.16
>0.05被試4 2231.85±75.11 2191.63±101.28 40.22
>0.05被試5 2012.95±65.05 2024.18±84.67 -11.23
>0.05被試6 1533.15±42.76 1596.45±88.28 -63.3
>0.05被試7 1792.51±48.12 1778.08±45.28 14.43
>0.05
被試8 1570.29±51.50 1561.47±16.778.82
>0.05
被試9 1948.02±84.07 1892.25±40.95 55.77
>0.05
被試101791.07±109.54 1793.59±67.29-2.52
>0.05
在“鞋-地”界面(鞋底)上,利用三維測(cè)力臺(tái)所測(cè)得的作用力始終是鞋地界面與人體 重力等作用力的合力,這兩款籃球鞋雖然不能改變地面測(cè)到的合力來(lái)提高運(yùn)動(dòng)能力或成績(jī), 但是兩款鞋可以通過(guò)各自不同的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)合力對(duì)足底和對(duì)鞋材料結(jié)構(gòu)的不同分力 ,一定程度降低足底峰值壓力和平均壓力。在這一點(diǎn)上,本實(shí)驗(yàn)采用的國(guó)外知名品牌“耐克 ”全掌氣墊籃球鞋要好于國(guó)產(chǎn)知名品牌“安踏”普通籃球鞋,這說(shuō)明在壓力測(cè)試過(guò)程中,二 款籃球運(yùn)動(dòng)鞋通過(guò)自身的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在一定程度上保護(hù)運(yùn)動(dòng)員足部受到較大的沖擊力 。
2.2 雙手叉腰原地縱跳實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)h=12gT2算出人 體縱跳高度,T是人體騰空的時(shí)間,g為重力加速度。
利用傳感器性能,通過(guò)運(yùn)動(dòng)員對(duì)縱跳板接觸情況的測(cè)量,測(cè)出人體騰空時(shí)間,系統(tǒng)軟件 根據(jù)縱跳力自動(dòng)計(jì)算和記錄縱跳高度。
2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的縱跳高度測(cè)試,顯示安踏非氣墊籃球 鞋的縱跳高度高于耐克全掌氣墊籃球鞋的縱跳高度,通過(guò)配對(duì)t檢驗(yàn),統(tǒng)計(jì)量的觀察值為2 .001,對(duì)應(yīng)的雙尾概率p>0.05,認(rèn)為二款品牌籃球鞋時(shí)縱跳高度并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異 性。這說(shuō)明在縱跳過(guò)程中,二款籃球運(yùn)動(dòng)鞋利用外源力并不能提高運(yùn)動(dòng)高度(表3,表4)。
表3 安踏縱跳高度與耐克縱跳高度的基本描述統(tǒng)計(jì)
項(xiàng)目
Mean/cm NStd.Deviation安踏非氣墊籃球鞋縱跳高度52.2030 4.99 耐克全掌氣墊籃球鞋縱跳高度51.7330 4.82 表4 安踏縱跳高度與耐克縱跳高度的配對(duì)樣本t檢驗(yàn)
安踏縱跳高度&耐克縱跳高度Paired Differences Mean0.47Std.Deviation1.3095% Confidence Interval Lower-0.01oftheDifferenceUpper 0.96t2.001df29Sig.(2-tailed)0.055
可以推論,受試者雙手叉腰原地縱跳過(guò)程中,足部通過(guò)這兩款籃球鞋對(duì)地面施加的作用 力大小沒(méi)有差異,表明二款籃球鞋對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)(表現(xiàn))的影響沒(méi)有差異。因?yàn)橹挥刑岣?ldquo;鞋 -地”界面的作用力,才能提高起動(dòng)的加速度,使得人體縱跳更高,起跑更快。所以兩款籃 球鞋都不能讓人體縱跳更高,起跑更快。
2.3 防滑性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
從力學(xué)的角度,兩個(gè)接觸物體之間的滑動(dòng)摩擦力取決于兩個(gè)因素,兩個(gè)物體接觸面的摩 擦系數(shù)和施加于受力物體上的正壓力。兩個(gè)接觸物體之間的防滑性能可以用摩擦系數(shù)的大小 來(lái)表示,根據(jù)摩擦學(xué)原理:
μ=f/N
μ是摩擦系數(shù),f為摩擦力,N為正壓力?？梢钥闯瞿Σ料禂?shù)是一個(gè)無(wú)單位的比值,即物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力和壓力之比。
2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
防滑是運(yùn)動(dòng)鞋應(yīng)具備基本特性之一,是檢查一雙鞋性能的重要指標(biāo),良好的防滑性更有 利于運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定,從而減少傷害。鞋底的防滑性能用鞋底與路基的動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系 數(shù)大小來(lái)表示,摩擦系數(shù)越大,防滑性能越好。
本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外二款知名籃球鞋安踏與耐克的摩擦系數(shù)測(cè)試,顯示耐克全掌氣 墊籃球鞋的摩擦系數(shù)大于安踏非氣墊籃球鞋的摩擦系數(shù),通過(guò)t檢驗(yàn),二款知名籃球鞋 與測(cè)力臺(tái)面的摩擦系數(shù),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,認(rèn)為耐克全掌氣墊籃球鞋的防滑性能優(yōu)于安 踏非氣墊籃球鞋的防滑性能(表5)。
從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析,運(yùn)動(dòng)時(shí)腳著地過(guò)程中先是滑動(dòng)然后靜止,腳先受地面的滑動(dòng)摩擦 力,靜止后受靜摩擦力。同時(shí),鞋的防滑性能與場(chǎng)地息息相關(guān),同一種鞋在不同材質(zhì)的場(chǎng)地 上功能特性不盡相同,因此,運(yùn)動(dòng)鞋的防滑性能也與界面介質(zhì)因素有關(guān)。
表5 耐克全掌氣墊籃球鞋、安踏非氣墊籃球鞋與測(cè)力臺(tái)面的動(dòng)、靜 摩擦系數(shù)
項(xiàng)目耐克全掌氣墊籃球鞋安踏非氣墊籃球鞋
P靜摩擦系數(shù)0.883±0.068 0.821±0.045
<0.05動(dòng)摩擦系數(shù)0.941±0.052 0.804±0.051
<0.05
3 結(jié) 論
1) 足底壓力實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,“鞋-地”界面上的平均壓力與峰值壓力顯示“耐克”低于“安 踏”,但二者之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異,這一結(jié)果有待于實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加來(lái)加以驗(yàn)證。
2) 雙手叉腰原地縱跳過(guò)程中,“安踏”的縱跳高度稍高于“耐克”,二者之間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué) 上的差異。
3) 三維測(cè)力臺(tái)上測(cè)試摩擦系數(shù)過(guò)程中,”耐克”鞋的動(dòng)靜摩擦系數(shù)優(yōu)于”安踏”鞋的動(dòng)靜 摩擦系數(shù),二者的的動(dòng)靜摩擦系數(shù)之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異。
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