汪敏加

(1.北京體育大學(xué)，北京 100084;2.成都體育學(xué)院，四川 成都 610041)

運(yùn)動(dòng)鞋的摩擦特性是重要的保護(hù)性能指標(biāo)之一［1］。為改良鞋子的保護(hù)功能，提高鞋的品質(zhì)，降低由于滑倒或者摩擦不足造成的損傷，消費(fèi)者和鞋子生產(chǎn)商都越來(lái)越關(guān)注提高鞋底的防滑性［5］。目前，對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋性能評(píng)估的相關(guān)研究較少，而現(xiàn)有的評(píng)估鞋質(zhì)量的國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)則僅僅局限于鞋子的耐折性能、粘合強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度以及耐磨性能等方面［2，4］，而這些指標(biāo)只是對(duì)于鞋子的耐穿和結(jié)實(shí)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，沒(méi)有包含保護(hù)性能的相關(guān)指標(biāo)。然而不論是日常健身還是專項(xiàng)訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)鞋的保護(hù)性能是至關(guān)重要的，尤其是對(duì)于專業(yè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，如何預(yù)防勞損是一個(gè)長(zhǎng)久的研究方向［3，4］。步行和跑步動(dòng)作是日常生活、日常全民健身以及幾乎大部分運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)都包含的最普遍的運(yùn)動(dòng)形式。

受上述現(xiàn)狀的啟發(fā):本研究選取市面上在售的同一品牌、不同功能的運(yùn)動(dòng)鞋與不同的運(yùn)動(dòng)表面材料(塑膠、木板、人造草皮，測(cè)力臺(tái)的剛性表面)進(jìn)行組合。要求受試者穿著不同款式的運(yùn)動(dòng)鞋在4種表面上完成步行和跑步動(dòng)作，通過(guò)測(cè)力臺(tái)搜集的數(shù)據(jù)來(lái)分析不同運(yùn)動(dòng)鞋在不同運(yùn)動(dòng)表面的摩擦特征，進(jìn)而對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋摩擦性能進(jìn)行評(píng)估，以尋求測(cè)定不同運(yùn)動(dòng)鞋—表面摩擦特性的人體測(cè)試方法，希望為鞋的制造商提供評(píng)估測(cè)量運(yùn)動(dòng)鞋摩擦特性的方法參考，同時(shí)為將來(lái)針對(duì)專項(xiàng)化和個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)鞋定制提供參考依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取30名北京體育大學(xué)不同專業(yè)的學(xué)生，平均年齡為22歲，其中男、女生比例為19:11。受試者無(wú)下肢損傷史，平均體重為63.56±11.06千克。其中有訓(xùn)練專項(xiàng)的學(xué)生6人、無(wú)訓(xùn)練專項(xiàng)的學(xué)生24人?；厩闆r見(jiàn)表1:

表1 研究對(duì)象基本情況

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

使用Kistler3D測(cè)力臺(tái)，采集測(cè)試數(shù)據(jù)。將不同的運(yùn)動(dòng)鞋和作用表面的進(jìn)行組合，要求受試者完成不同的動(dòng)作，以獲得不同組合下時(shí)的摩擦系數(shù)、對(duì)應(yīng)的時(shí)間以及速度等指標(biāo)，測(cè)試的抽樣頻率為1 000Hz。獲取行走和跑步時(shí)的摩擦特性數(shù)據(jù)。

5款同一品牌不同功能的運(yùn)動(dòng)鞋，鞋底均由橡膠大底與EVA材料組成，由不同的比列和花紋組成，A款為健步走鞋、B款為馬拉松跑鞋、C款為慢跑鞋、D款為綜合訓(xùn)練鞋、E款為太極鞋。每一款運(yùn)動(dòng)鞋有5個(gè)號(hào)碼(37，38，40，41，42)，適合不同腳大小的受試者。一共進(jìn)行測(cè)試的共有25雙鞋。

4種作用表面的材質(zhì)分別為剛性(測(cè)力臺(tái)表面)、塑膠、木板和人造草皮。其中剛性表面即測(cè)力臺(tái)自身的表面，其他材質(zhì)的表面分別選用田徑場(chǎng)的塑膠表面、室內(nèi)籃球場(chǎng)館的木質(zhì)地板以及足球場(chǎng)的人造草皮表面，裁成與測(cè)力臺(tái)表面相等面積的大小，測(cè)試時(shí)粘貼在測(cè)力臺(tái)表面，每次更換一種測(cè)試表面，測(cè)力臺(tái)就進(jìn)行一次調(diào)零和校正。

1.2.2 動(dòng)作的完成

步行:以正常的步行速度沿測(cè)力臺(tái)Y軸方向通過(guò)。

跑步動(dòng)作:以慢跑的速度沿測(cè)力臺(tái)Y軸方向通過(guò)。

每個(gè)動(dòng)作完成兩次，避免因?yàn)闇y(cè)試緊張或者不適應(yīng)測(cè)力臺(tái)的受試者出現(xiàn)動(dòng)作的異常。

1.2.3 符號(hào)說(shuō)明

單支撐過(guò)程:足部從與測(cè)力臺(tái)最初接觸到離開(kāi)的整個(gè)過(guò)程。

(1)摩擦系數(shù)(Coefficient of Friction)。

本實(shí)驗(yàn)將受試者完成步行或跑步的前進(jìn)方向設(shè)置為測(cè)力臺(tái)的y軸正方向。因?yàn)樽悴吭谥仉A段和蹬伸階段，二者在y軸上的作用力是相反的。因此。著地階段獲得的摩擦系數(shù)值是負(fù)值，蹬伸階段獲得的摩擦系數(shù)值為正值。且在一個(gè)單支撐過(guò)程中，摩擦系數(shù)的絕對(duì)值表現(xiàn)出先由大變小而后再變大的特點(diǎn)，摩擦系數(shù)的變化呈現(xiàn)“S”形曲線，即著地瞬間和離地瞬間均出現(xiàn)一個(gè)摩擦系數(shù)的峰值，一正一負(fù)。

|CoF|=f/N(f是摩擦力，N是垂直于作用表面的壓力)，通過(guò)EXCEL軟件計(jì)算整個(gè)動(dòng)作過(guò)程各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的合摩擦系數(shù)值以及前進(jìn)方向上的摩擦系數(shù)。

①|(zhì)CoFxy|m:水平面上的最大合摩擦系數(shù)，無(wú)單位。

②|CoFy|m:動(dòng)作前后方向上的最大摩擦系數(shù)的絕對(duì)值，無(wú)單位;

③|CoFy1|:單支撐過(guò)程，動(dòng)作前進(jìn)方向上出現(xiàn)的第一個(gè)摩擦系數(shù)峰值的絕對(duì)值，即著地瞬間摩擦系數(shù)的峰值的絕對(duì)值，無(wú)單位;

④|CoFy2|:單支撐過(guò)程，動(dòng)作前進(jìn)方向上出現(xiàn)的第二個(gè)摩擦系數(shù)峰值的絕對(duì)值，即離地瞬間的摩擦系數(shù)的峰值的絕對(duì)值，無(wú)單位;

(2)時(shí)間。

①t:步行和跑步動(dòng)作的一個(gè)單支撐過(guò)程的持續(xù)時(shí)間或轉(zhuǎn)身動(dòng)作中，足部和測(cè)力臺(tái)接觸的時(shí)間段:

注:t1是動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)，即足與測(cè)力臺(tái)最初接觸的時(shí)間點(diǎn)，t2是動(dòng)作的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，即足離開(kāi)測(cè)力臺(tái)的瞬間。

②Txy:|CoFxy|m出現(xiàn)的時(shí)間比值，可反映|CoFxy|m出現(xiàn)的早晚。

注:其中txy表示出現(xiàn)|CoFxy|m|的時(shí)間點(diǎn)，t1是單支撐的起始時(shí)間點(diǎn)。

③Ty1、Ty2:出現(xiàn)|CoFy1|和|CoFy2|的時(shí)間點(diǎn)占整個(gè)t的時(shí)間比值，可反映出現(xiàn)|CoFy1|和|CoFy2|的早晚。

注:其中ty1，ty2分別表示出現(xiàn)|CoFy1|和|CoFy2|的時(shí)間點(diǎn)，t1是單支撐的起始時(shí)間點(diǎn)。

1.2.4 測(cè)試指標(biāo)

(1)t:一個(gè)單支撐過(guò)程持續(xù)的時(shí)間;

(2)|CoFxy|m:水平面上的最大合摩擦系數(shù);|Co-Fy|m:在動(dòng)作前進(jìn)方向上的最大摩擦系數(shù);

(3)|CoFy1|:在動(dòng)作前進(jìn)方向上，著地瞬間的摩擦系數(shù)峰值;|CoFy2|:在動(dòng)作前進(jìn)方向上，離地瞬間的摩擦系數(shù)峰值;

(4)Txy:出現(xiàn)|CoFxy|m的時(shí)間點(diǎn)占整個(gè)t的時(shí)間比值;

(5)Ty1、Ty2:|CoFy1|和|CoFy2|出現(xiàn)時(shí)間占整個(gè)t的時(shí)間比值。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

全部數(shù)據(jù)采用所有受試者的平均數(shù)表示，各指標(biāo)采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)分析，P＜0.05表示有顯著性差異，P＜0.01表示有非常顯著性差異。

2 結(jié)果和分析

在步行和跑步的單支撐過(guò)程中，摩擦系數(shù)均呈現(xiàn)“S”形曲線，出現(xiàn)兩個(gè)峰值:在著地瞬間出現(xiàn)第一個(gè)峰值|CoFy1|，在離地瞬間出現(xiàn)第二個(gè)峰值|CoFy2|。

2.1 作用表面和運(yùn)動(dòng)鞋測(cè)試結(jié)果的綜合比較

2.1.1 步行

表2 穿著五款運(yùn)動(dòng)鞋在四個(gè)作用表面上步行的|CoFy1|值

從表2可以了解，E鞋在各個(gè)表面的|CoFy1|值都與平均值之間表現(xiàn)出顯著性(p＜0.05)或非常顯著性差異(p＜0.01);除了E鞋和C鞋以外，A、B、C鞋的|CoFy1|值變化都較為一致，即人造草皮和塑膠表面大于4個(gè)運(yùn)動(dòng)表面的平均值，而剛性表面和木板則低于4個(gè)運(yùn)動(dòng)表面的平均值。

步行時(shí)，|CoFy1|的范圍是 0.217-0.279，|CoFy1|最大值的出現(xiàn)是B鞋與人造草皮，最小值是B鞋與木板。

對(duì)不同運(yùn)動(dòng)表面的|CoFy1|均值進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，步行時(shí)|CoFy1|值的排序?yàn)?剛性表面＜木板＜塑膠表面＜人造草皮;其中木板和塑膠表面之間并不具備顯著性差異(p＞0.05);而人造草皮與塑膠表面、木板兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面之間都出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.05);此外，塑膠表面、木板與剛性表面之間也出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.05);其中|CoFy1|最大值(出現(xiàn)在人造草皮)與最小值(出現(xiàn)在剛性表面)，二者之間出現(xiàn)非常顯著性差異(p＜0.01)。比較不同樣鞋的|CoFy1|均值可以發(fā)現(xiàn)，步行時(shí)|CoFy1|值的排序?yàn)?A鞋＜B鞋＜E C、D鞋;其中只有|CoFy1|最大值(D鞋)與最小值(A鞋)之間存在顯著性差異(p＜0.05)，C鞋和D鞋十分接近，無(wú)顯著性差異。

由此可見(jiàn)由于作用表面不同造成步行時(shí)|CoFy1|差異大于運(yùn)動(dòng)鞋。

步行時(shí)A鞋與B鞋在4種作用表面上的|CoFy1|數(shù)值的軌跡相似，|CoFy1|值的大小順序都表現(xiàn)為剛性表面和木板的順序＜塑膠表面＜人造草皮。且兩者之間的值沒(méi)有出現(xiàn)顯著性差異;D鞋的|CoFy1|值的變化趨勢(shì)與A、B鞋相似，但在塑膠表面和木板上的|Co-Fy1|則顯著高于 A、B 鞋(p＜0.05)，其|CoFy1|值排序?yàn)樗苣z表面和人造草皮＞木板＞剛性表面;而C鞋的|CoFy1|值曲線的變化趨勢(shì)則與A、B鞋有所差別，C鞋在4種作用表面|CoFy1|值的變化不像A、B鞋一樣有顯著的上升和下降，變化比較平緩。造成這個(gè)結(jié)果的主要的關(guān)鍵是由于C鞋在剛性表面和木板上的|Co-Fy1|值與A、B鞋相比有較大的差異，因而導(dǎo)致C鞋的|CoFy1|曲線在剛性表面、塑膠表面和木板上變化不大。這說(shuō)明C鞋對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的敏感性和其他幾款運(yùn)動(dòng)鞋相比要低得多;而E鞋的|CoFy1|曲線趨勢(shì)與A、B、D鞋出現(xiàn)巨大的反差，結(jié)果為剛性表面、木板＞塑膠表面、人造草皮。

表3 穿著5款運(yùn)動(dòng)鞋在4個(gè)表面上的步行的|CoFy|m(|CoFy2|)值

步行時(shí)，|CoFy2|的數(shù)值范圍是0.406—0.589，其中最大值出現(xiàn)在C鞋和塑膠表面的組合中，最小的是A鞋與剛性表面、E鞋與木板。

比較不同表面的|CoFy1|均值可以發(fā)現(xiàn)，步行時(shí)|CoFy|m的順序?yàn)?塑膠表面＞人造草皮＞剛性表面＞木板;其中剛性表面和人造草皮之間不具有顯著性差異(p＞0.05);而剛性表面與木板之間則出現(xiàn)了顯著性差異(p＜0.05);塑膠表面與剛性表面之間也出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.05);其中的最大值(塑膠表面)與最小值(木板)之間出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.01)。將不同樣鞋的|CoFy1|表面均值進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，步行時(shí)|CoFy1|的排序?yàn)?A鞋＜B鞋＜E鞋＜D鞋＜C鞋;這個(gè)順序與步行時(shí)的|CoFy1|值基本一致;最大值C鞋與最小值A(chǔ)鞋之間具有非常顯著性差異(p＜0.05);

因此可見(jiàn)造成的步行時(shí)|CoFy2|值的差異，表面的影響大于樣鞋。

表3是步行時(shí)5款鞋和4個(gè)不同表面組合下的|CoFy2|值的綜合結(jié)果，即步行時(shí)最大摩擦系數(shù)的分布情況，這個(gè)結(jié)果這對(duì)分析樣鞋摩擦的特性更具有代表性意義。

和步行時(shí)的|CoFy1|相似，A、B、D鞋在4種作用表面上的|CoFy2|數(shù)值變化比較相似，|CoFy2|值大小均為人造草皮＞塑膠表面＞剛性表面＞木板，且在同一運(yùn)動(dòng)表面都可以發(fā)現(xiàn)|CoFy2|值的規(guī)律為A鞋＜B鞋＜D鞋;對(duì)于C鞋而言，除了人造草皮，它在其余3個(gè)作用表面上步行時(shí)，|CoFy2|值的變化趨勢(shì)與A、B、D鞋較為一致。但是在人造草皮上出現(xiàn)較大差異，C鞋在人造草皮表面的最大摩擦系數(shù)值比其它表面都低，而在其他3個(gè)運(yùn)動(dòng)表面上C鞋的|CoFy2|值均大于A、B、D鞋;A、B、D鞋在人造草皮的|CoFy2|值均為同一雙鞋在4個(gè)表面中的最大值;E鞋的|CoFy1|值的變化趨勢(shì)與A、B、D鞋出現(xiàn)較大的差異，|CoFy2|值的順序?yàn)閯傂员砻妫舅苣z表面、木板＞人造草皮。

2.1.2 跑步動(dòng)作

田徑項(xiàng)目尤其是要求速度的短跑，運(yùn)動(dòng)員在起跑時(shí)出現(xiàn)打滑摔倒的情況較為常見(jiàn)。這是因?yàn)闉榱艘宰羁斓乃俣葐?dòng)，運(yùn)動(dòng)員會(huì)用力蹬地，此時(shí)需要地面提供足夠的反作用力來(lái)使身體獲得充分的前進(jìn)方向的加速度。如果此時(shí)運(yùn)動(dòng)鞋與比賽場(chǎng)地之間的摩擦系數(shù)過(guò)小，蹬地時(shí)無(wú)法提供充分的摩擦力，就很可能出現(xiàn)滑倒的情況。在實(shí)驗(yàn)中的跑步動(dòng)作，是同樣的原理，因此蹬地瞬間，產(chǎn)生了整個(gè)跑步過(guò)程中的最大摩擦系數(shù)。如果運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和運(yùn)動(dòng)鞋之間產(chǎn)生的摩擦力不能滿足跑步起跑時(shí)的要求，就可能出現(xiàn)打滑或者滑倒的情況。

從整體看，穿著5雙樣鞋在4種作用表面上完成跑步動(dòng)作時(shí)，|CoFy|的最大值出現(xiàn)在蹬地瞬間，即|Co-Fy2|。從測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)看，|CoFy2|值與|CoFy1|值相比要大得多，往往表現(xiàn)出成倍的增長(zhǎng)，例如人造草皮的|CoFy2|的數(shù)值約為|CoFy1|大小的6倍，對(duì)于跑步時(shí)，本文著重分析最后蹬地瞬間的|CoFy2|值，來(lái)探討運(yùn)動(dòng)鞋和不同表面的摩擦特性。

表4 穿著5款運(yùn)動(dòng)鞋在4個(gè)表面上的跑步動(dòng)作的|CoFy|m(|CoFy2|)

跑步動(dòng)作中，|CoFy2|的數(shù)值范圍是0.377-1.119，最大值是B鞋與人造草皮，最小值是A鞋與木板。

比較不同作用表面的|CoFy2|均值可以發(fā)現(xiàn)，跑步時(shí)|CoFy2|的順序?yàn)?人造草皮＞塑膠表面＞剛性表面＞木板，這與步行時(shí)|CoFy2|均值有所不同，步行時(shí)的|CoFy2|塑膠表面＞人造草皮，而跑步時(shí)的規(guī)律卻與之相反;此外，各個(gè)作用表面之間都表現(xiàn)出了顯著性差異(p＜0.05);其中值得關(guān)注的是，塑膠表面與其它表面相比較，都有非常顯著性差異(p＜0.01)。

對(duì)這幾款運(yùn)動(dòng)鞋的|CoFy2|均值進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，跑步時(shí)|CoFy2|的順序?yàn)?D鞋＞B鞋、C鞋＞A鞋＞E鞋。這和步行時(shí)|CoFy2|均值差別較大;其中B鞋和C鞋的數(shù)值十分接近;D鞋的|CoFy2|均值最大，它與其他樣鞋相比，都具有非常顯著性差異(p＜0.01)。

因此可以發(fā)現(xiàn)由于不同的運(yùn)動(dòng)方式，|CoFy2|的值區(qū)別很大。

表4將5款運(yùn)動(dòng)鞋在4個(gè)作用表面上的跑步時(shí)的|CoFy2|值的結(jié)果，即跑步時(shí)摩擦系數(shù)最大值的分布情況進(jìn)行綜合分析。這對(duì)分析運(yùn)動(dòng)鞋的摩擦特性具有典型的說(shuō)明意義。

從數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律:將跑步時(shí)|CoFy2|值變化和步行時(shí)進(jìn)行比較，二者并不具備完全相同的變化規(guī)律，有一定的差異性;其中B、C、D 3款運(yùn)動(dòng)鞋在4種作用表面上的|CoFy2|值的變化趨勢(shì)較為一致，|Co-Fy2|值順序都為人造草皮＞塑膠表面＞剛性表面和木板。但C鞋和D鞋表現(xiàn)出不同的規(guī)律，剛性表面的|CoFy2|值大于木板的|CoFy2|值，而B鞋在木板上跑步的|CoFy2|值更大;在同一表面觀察幾款鞋的|Co-Fy2|值，D鞋均大于C鞋，當(dāng)穿著運(yùn)動(dòng)鞋在剛性表面和塑膠表面跑步時(shí)，比較幾款鞋的|CoFy2|值發(fā)現(xiàn)，且B、C、D鞋三者中B鞋均小于C、D鞋，而B鞋在木板和人造草皮的|CoFy2|值則是三者中的最大值，這說(shuō)明對(duì)于在木板和人造草皮上跑步來(lái)說(shuō)，更適合穿著B鞋，B鞋在這兩種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上能夠更好的預(yù)防滑倒，保護(hù)性更佳;和D鞋相比較，A鞋的|CoFy2|值的變化與之相似。和B、C、D鞋相比，區(qū)別為A鞋和E鞋在剛性表面的|CoFy2|值接近甚至高于塑膠表面，將塑膠表面和剛性表面相比，B、C、D這三款鞋跑步時(shí)的|CoFy2|值前者高于后者，且表現(xiàn)出非常顯著性差異(p＜0.01)。

3 分析和討論

3.1 步行

綜合5款樣鞋在4個(gè)作用表面上的步行時(shí)|CoFy|值的變化和分布規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn):

(1)一般運(yùn)動(dòng)鞋在塑膠場(chǎng)地、草地、木地板以及剛性表面的在前進(jìn)方向上摩擦系數(shù)峰值的特點(diǎn)可以通過(guò)A、B、D三款樣鞋來(lái)有效反映其典型的表現(xiàn);數(shù)據(jù)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地相比鞋子而言對(duì)摩擦特性的影響更大。

(2)A、B、D鞋在不同運(yùn)動(dòng)表面上的附著摩擦力均為D鞋＞B鞋＞A鞋，說(shuō)明他，它們的防滑性能為均表現(xiàn)為D鞋優(yōu)于B鞋，B鞋優(yōu)于A鞋。即不論在何種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地進(jìn)行行走或者跑步，三款鞋中D鞋都具有更好的防滑保護(hù)性能，可以更有效地降低由于滑倒摔傷的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)除了人造草皮以外，C鞋在動(dòng)作前進(jìn)方向上的離地瞬間的摩擦系數(shù)峰值都比A、B、D鞋大，這說(shuō)明在塑膠場(chǎng)地、木地板以及剛性表面上C鞋的防滑性能比A、B、D鞋更佳;且C鞋在塑膠表面和木板在動(dòng)作前進(jìn)方向上的離地瞬間的摩擦系數(shù)峰值在5雙鞋中最高，這說(shuō)明C鞋在塑膠場(chǎng)地和木板上行走時(shí)，能產(chǎn)生最佳的保護(hù)性。

(4)在剛性表面上步行時(shí)，E鞋比其他4款運(yùn)動(dòng)鞋都高，E鞋的摩擦系數(shù)高達(dá)0.553，因此各款運(yùn)動(dòng)鞋中，E鞋可以為在剛性表面進(jìn)行步行提供做好的保護(hù)和防滑性能。

(5)E鞋的|CoFy1|值曲線與其他樣鞋區(qū)別很大，分析是由于不同鞋的結(jié)構(gòu)、材料以及制作工藝造成了這種差異。

3.2 跑步動(dòng)作

綜合5款運(yùn)動(dòng)鞋在4個(gè)運(yùn)動(dòng)表面材料上的跑步時(shí)在前進(jìn)方向上摩擦系數(shù)峰值值的變化和分布規(guī)律，可以得知:

(1)雖然運(yùn)動(dòng)鞋和運(yùn)動(dòng)表面的組合相同，但是運(yùn)動(dòng)形式不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果差別也很大。步行和跑步時(shí)前進(jìn)方向上的最大摩擦系數(shù)值的變化和分布規(guī)律有很大的區(qū)別，說(shuō)明摩擦特性受運(yùn)動(dòng)形式影響很大，在分析不同運(yùn)動(dòng)鞋和運(yùn)動(dòng)表面組合下的摩擦特性時(shí)，考慮不同的運(yùn)動(dòng)形式帶來(lái)的影響可以讓分析更全面。

(2)跑步時(shí)，B、C、D鞋在4種運(yùn)動(dòng)表面上的|Co-Fy2|值曲線的變化趨勢(shì)較為一致，這也說(shuō)明運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地對(duì)于跑步的摩擦特性的影響更大。幾款鞋的|CoFy2|值都表現(xiàn)為人造草皮＞塑膠表面＞剛性表面和木板，這3款運(yùn)動(dòng)鞋在這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)表面上跑步的一般規(guī)律由|CoFy2|值的變化體現(xiàn);而A、E鞋與其他三款鞋的差別則集中在剛性表面的|CoFy2|值，和其他運(yùn)動(dòng)表面相比，A、E鞋的|CoFy2|值偏高，幾乎等同甚至超過(guò)了塑膠表面。

(3)D鞋在剛性表面和塑膠表面的|CoFy2|值是5款運(yùn)動(dòng)鞋中的最大值，這說(shuō)明在剛性表面和塑膠表面跑步時(shí)，D鞋比其他運(yùn)動(dòng)鞋的防滑性都更好，更適合用于跑步塑膠場(chǎng)地;而E鞋在木板和人造草皮跑步時(shí)的|CoFy2|值是均大于A、B、C、D鞋，這說(shuō)明E鞋能在籃球館的木板地面和人造草皮場(chǎng)地的防滑性能更佳，能夠最有效地減少滑倒發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

(4)多款運(yùn)動(dòng)鞋出現(xiàn)步行時(shí)能提供充分摩擦系數(shù)，但是在同一平面上慢跑時(shí)不能提供足夠的摩擦，說(shuō)明鞋底摩擦的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮運(yùn)動(dòng)形式和專項(xiàng)。

(5)由此引發(fā)的思考:不同的專項(xiàng)，甚至同一專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)在不同的場(chǎng)地(如紅土網(wǎng)球場(chǎng)地和塑膠網(wǎng)球場(chǎng))都應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮專項(xiàng)個(gè)性化。以最適合的場(chǎng)地和項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)來(lái)合理設(shè)計(jì)鞋底摩擦性能，提供安全防滑倒的功能，同時(shí)摩擦系數(shù)在適宜的范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)摩擦系數(shù)過(guò)大反而出現(xiàn)引起運(yùn)動(dòng)損傷的可能。

4 結(jié)論和建議

(1)對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)鞋的摩擦特性的評(píng)價(jià)和分析，可以通過(guò)測(cè)力臺(tái)的人體測(cè)試來(lái)有效的反映，在模擬真實(shí)運(yùn)動(dòng)環(huán)境下的作用表面上進(jìn)行測(cè)試，更接近運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況。

(2)運(yùn)動(dòng)鞋在不同表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦情況可以通過(guò)測(cè)定前進(jìn)方向上的最大摩擦系數(shù)、水平面的最大合摩擦系數(shù)以及水平面的最大摩擦系數(shù)所占的時(shí)間比值、前進(jìn)方向上摩擦系數(shù)所占的時(shí)間比值等指標(biāo)，來(lái)有效地反映，通過(guò)這種方法來(lái)進(jìn)一步分析運(yùn)動(dòng)鞋在在不同運(yùn)動(dòng)環(huán)境中的保護(hù)性能具有一定的意義。

(3)步行和跑步時(shí)，在著地階段出現(xiàn)最大摩擦系數(shù)的時(shí)間比值和著地階段最大摩擦系數(shù)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系且有較大的差異;離地階段出現(xiàn)最大摩擦系數(shù)的時(shí)間比值和離地階段的最大摩擦系數(shù)之間呈正相關(guān)關(guān)系;

(4)有的運(yùn)動(dòng)鞋在步行時(shí)能提供充足摩擦力，能有效地避免摔倒而在跑步動(dòng)作中無(wú)法提供充分的摩擦力，有一定的摔倒風(fēng)險(xiǎn)，因此，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底時(shí)需要充分考慮運(yùn)動(dòng)鞋的使用功能和運(yùn)動(dòng)類型。

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