Конструкция здоровьесберегающей обуви на высоком и серхвысоком каблуке

Изобретение относится к здоровьесберегающей обуви на высоком и сверхвысоком каблуке, которая содержит вкладную стельку, соответствующую основной, укороченной по длине, зауженной по ширине, причем в геленочной части построена шире основной стельки, чтобы закрывать щели между основной стелькой и затянутым верхом обуви, а также включает элементы, затормаживающие перемещение стопы по стельке, причем здоровьесбережение, в частности амортизация, обеспечивается в высококаблучной обуви за счет регламентированного перемещения переднего отдела стопы и деформации упругих элементов, установленных в стельках; а в обуви на сверхвысоком каблуке амортизация создается только упругими элементами, размещенными в стельках. Технический результат заключается в обеспечении амортизации, создаваемой при взаимодействии стопы и обуви. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение и

преимущественная область его использования

Предлагаемая конструкция относится к обувной промышленности и преимущественно предлагается для использования в женской обуви на высоком и сверхвысоком каблуке. Выпускаемая обувь может быть промышленного производства для унифицированных среднетипичных групп населения, а также изготовляться персонифицированно по индивидуальному заказу.

Уровень техники: характеристика аналогов и их недостатки; характеристика

прототипа и его критика

В аналоге вкладная стелька располагается в обуви непосредственно под плантарной поверхностью стопы. По форме она практически соответствует основной стельке, но имеет незначительные отклонения по размерам - укорочена по длине в носочной части по отношению к основной стельке, заужена по ширине для удобства вкладывания в обувь; в пучковой части контуры вкладной и основной стелек совпадают; в геленочной части с наружной и внутренней сторон шире основной, чтобы закрыть щели, образованные основной стелькой и затянутым верхом обуви. Источник: Смелекова С.В., Линник А.И. Проектирование деталей низа обуви, Витебск: Министерство образования Республики Беларусь, УС «ВГТУ», 2010.

В представленном в аналоге материале отсутствуют дополнительные конструктивные изменения, позволяющие вкладной стельке выполнять ряд основных функций при взаимодействии со стопой носчика, а именно: первое - регламентированное продвижение, при неподвижной пяточной части стопы, переднего отдела стопы в фазе ее полной опоры, что создает амортизацию тела носчика; второе-торможение переднего отдела стоил после выполнения им заданного смещения, что позволяет избежать избыточного давления затянутой заготовкой обуви на первую и пятую нижние головки плюсневых костей, а также по линии верхнего канта и кроме того не допустить удлинение подошвенной мышцы до уровня пластических деформаций; третье-сохранение неподвижности пяточной части стопы относительно вкладной стельки во всех фазах ходьбы.

Наиболее близкой к представленному изобретению по замыслу является, принимаемая за прототип «Облегчающая стелька для обуви на каблуке», патент №2601252, суть которого заключается в том, что на обувную стельку и соответственно на стопу действует сила трения, изменяющаяся от каблука по длине стельки, за счет вступающих в контакт наклонных элементов, имеющихся на стельке. Эти элементы наклонены в направлении от носка к пятке, их вершины смещены относительно оснований, со стороны пятки перед выступающими элементами в стельке имеются углубления, а сами элементы выполнены в виде ворсинок, щетинок, и др.

В фазе нагружения переднего отдела стопы предлагаемые выступающие элементы увеличивают силы трения и соответственно торможение переднего отдела стопы, что необходимо для ограничения его перемещения. Автор конструкции наружной поверхности стельки с выступающими элементами, заявляет, что по мере поворота стопы в фазе опоры, с помощью прикрепленных наклонных выступающих элементов в виде «ворсинок, шерстинок, шипов, чешуек, зубчиков, рубчиков» снижается нагрузка на стопу и тем самым облегчается ходьба в обуви на высоких каблуках.

В конструкции отсутствует вкладная стелька, предусмотренная действующими стандартами, соответственно ряда полезных свойств, обеспечиваемых вкладной стелькой - эстетических, гигиенических не имеется в предложенном изобретении.

В описании не указано как закрепить выступающие элементы. Если, как показано на чертеже, это формование (литье) совместно с полимерной пластиной или клеевое крепление выступов к пластине с последующим соединением ее с низом обуви, то приведенные способы и применяемые материалы вызовут резкое повышение гидрофобных свойств, при которых контакт такой стельки со стопой неприемлем по гигиеническим показателям. Изготовление многочисленных полостей для выступающих элементов в теле пресс-формы весьма трудоемко и дорого.

Применение рекомендованных наклонных выступающих элементов с заостренным верхом в обуви при первых шагах носчика вызовет появление повреждений чулка, а также потертость контактируемых участков стопы.

При переносе стопы усилие ее прижатия к стельке снижается до нуля, следовательно, никакой силы трения в этой фазе движения возникать не будет. Поэтому необходимости наклона выступающих элементов в сторону от пятки к носку не возникает.

Изложенный в прототипе механизм нагружения стопы не действует, не рассмотрены условия равновесия системы стопа-стелька, не учтено усилие подошвенных мышц, возвращающих передний отдел стопы в исходное состояние.

Задача, на решение которой направлено изобретение

Основными задачами являются:

обеспечение требуемого уровня амортизации тела носчика в фазе полной опоры стопы;

достижение заданного перемещения переднего отдела стопы, опосредованно влияющего на уровень амортизации тела носчика;

предотвращение смещения всей стопы в сторону носка после регламентированного перемещения переднего отдела стопы, что необходимо для недопущения сжатия мягких тканей стопы контактируемыми участками затянутой заготовкой верха.

Ограничение

Ввиду малой толщины подошвы (1,6-1,8 мм) у женской обуви на высоком каблуке и применение в качестве материала преимущественно кожволокна и натуральной кожи, имеющих высокую жесткость на сжатие, в заявке не рассматривается вопрос амортизации за счет использования малодеформируемых подошв,

Раскрытие изобретения: сущность изобретения, отличительные признаки от

прототипа

Предлагаемое изобретение направлено на решение задач создание условий эргономичности носки обуви на высоком каблуке. Для этого необходимо обеспечить требуемый уровень амортизации, создаваемый при взаимодействии стопы и обуви. За критерий амортизации принимаем упругую деформацию подошвенной мышцы в обуви с низким каблуком, установленную в фазе полной опоры стопы для различных размеров и родов обуви.

Для обуви на высоком каблуке упругость подошвенной мышцы не может в полной мере обеспечить необходимый уровень амортизации. Показателем раздвижения свода является смещение переднего отдела стопы при неподвижной пятке, превышение предельного уровня этого перемещения приведет к возникновению остаточной деформации и нарушению работы механизма амортизации. Подобная ситуация возможна при существенно увеличенной массы носчика и ослабленной подошвенной мышцы, что подтверждается статистическими данными- более 40% трудоспособного населения России в возрасте от 19 до 60 лет имеет лишний вес, а продольное плоскостопие, связанное с атрофированием подошвенной мышцы, составляет 29,3%.

Выход из этой ситуации осуществляется в высококаблучной обуви за счет повышения коэффициента трения на поперечном участке шириной 10-16 мм, контактирующем с упругим элементом со стороны носочной части вкладной стельки. Способ повышения коэффициента трения - взъерошивание выделенного участка вкладной стельки или его обработка неравновесной низкотемпературной плазмой при найденных параметрах, обеспечивающих расчетное значение увеличенного значения коэффициента трения.

Типичным положением для высококаблучной обуви также является недостаточное растяжение подошвенной мышцы, при котором происходит только частичная компенсация требуемой амортизации, а недостающую часть восполняется за счет деформации упругих элементов, вмонтированных в носочно-пучковую и пяточную части вкладной и основной стелек.

В обуви со сверхвысоким каблуком более 100 мм угол между вертикальной осью опоры носочной части стопы и вектором усилия, прилагаемого со стороны костных элементов, связывающих голеностопный сустав с носочной - пучковой частью, составляет менее 18°, что эквивалентно коэффициенту трения μ=0,32. Для пары трения полиамидный чулок - стелечная кожа конус трения равен 19°. При направлении вектора активных сил под углом 18° он будет находиться внутри конуса трения и передний отдел стопы не будет совершать движения. При этих параметрах свод стопы не раздвигается и не происходит амортизация тела носчика.

Учитывая, что в рассматриваемом случае отсутствует смещение переднего отдела стопы, что даже при использовании традиционных материалов для вкладной стельки, передний отдел стопы сохраняет исходную позицию в фазе полной опоры, отпадает необходимость в дополнительной обработке поверхности вкладной стельки для повышения коэффициента трения.

При постановке стопы в обуви со сверхвысоким каблуком (более 100 мм) на опору, голень и бедро спрямлены и силовая реакция основания практически без амортизации передается к жизненно важным органам тела носчика, оказывая негативное воздействие. Вследствие этого, возникает необходимость в сглаживании (демпфировании) реакции опоры.

Дополнительным условием будет потребность сохранения устойчивости обутой стопы и тела носчика при одновременном контакте каблука и носочно-пучкового части подошвы с опорной поверхностью, а также относительного положения переднего отдела и пятки стопы в обуви.

Это условие вызвано тем, что вертикальные усилия в обуви со сверхвысоким каблуком могут на порядок отличатся в пяточной и носочно-пучковой частях. Для сохранения устойчивости стопы необходимо чтобы деформации упругих элементов в контактируемых местах стопы и вкладной стельки были равными, что будет иметь место при показателях жесткости пропорциональных нагрузкам. В противном случае стопа и корпус тела носчика будут наклонены вперед или назад, что приведен к потере устойчивости.

Ввиду того, что в обуви со сверхвысоким каблуком раздвижение свода не происходит, из-за отсутствия перемещения переднего отдела стопы, то отпадает необходимость в дополнительной обработке носочно-пучковой части вкладной стельки с целью повышения коэффициента трения для торможения.

Для достижения технического результата в обуви со сверхвысоким каблуком, заключающегося в предании ей амортизационных свойств, в конструкцию вкладной и основной стелек монтируются упругие элементы в пяточной и носочно-пучковой частях, причем соотношение показателей жесткости упругих элементов пропорционально действующим нагрузкам.

В обуви с высоким каблуком(70-100 мм) перемещение переднего отдела стопы, обеспечивающее амортизацию тела носчика, составляет 20-80% потребного, определенного по показателям смещения переднего отдела для обуви с низким каблуком. Широкий диапазон приведенных значений связан с увеличение угла между активной сдвигающей передней отдел силой и вертикальной осью в точке приложения этой силы. Снижение высоты каблука содействует увеличению амортизационной способности обуви. Аналитические зависимости приведены в расчетной части описания.

Принимая во внимание значимость амортизационных свойств обуви с высоким каблуком в изобретении предлагается в этой обуви прикрепить к вкладной и основной стелькам упругие элементы в пяточной и носочно-пучковой частях стелек. Жесткости упругих элементов определяются в соответствие с высотой каблука, степени компенсации амортизационной функции, соотношения нагрузок в пяточной и носочно-пучковой частях стопы. Величина жесткости упругих элементов, расположенных в пяточной и носочно-пучковой частях вкладной и основной стелек, находится в зависимости от аналогичных значений усилий, действующих в этих зонах с учетом установленных процентов компенсаций для обуви с различной высотой каблука.

Полная амортизация стопы и тела носчика осуществляется в обуви с высоким каблуком (70-100 мм) за счет упругого опускания голеностопного сустава путем перемещения переднего отдела стопы в сторону носка и, как следствие, раздвижения свода стопы, а также деформации упругих элементов, прикрепленных к вкладной стельке.

Упругий амортизирующий элемент крепиться на пяточную часть вкладной и основной стелек от линии продольно-горизонтального сечения Дс=0,05 до линии Дс=0,18; по боковым сторонам, отступив от кромки вкладной стельки на ширину 0,15Ш_0,18. В носочно-пучковой части упругий амортизирующий элемент крепиться также на участок вкладной и основной стелек от линии продольно-горизонтального сечения Дс=0,73 до линии Дс=0,90, по боковым сторонам отступ от кромки вкладной стельки составляет расстояние равное 0,15 Ш_0,73. На 60% своей высоты упругие элементы входят в отверстия, выполненные в соответствующих зонах вкладной и основных стелек Приведенные геометрические характеристики площадей крепления упругих элементов тесно коррелируют с зонами распределения контактных нагрузок стопы и вкладной стельки, определенных экспериментально.

Технический результат в обуви с высоким каблуком (70-100 мм) достигается решением задачи частичной амортизации тела носчика за счет контролируемого смещения переднего отдела стопы в сторону носка и окончательной амортизации - благодаря сжатию упругих элементов, прикрепленных к носочно-пучковой и пяточной частям вкладной и основной стелек. Решение проблемы устойчивости тела носчика осуществляется путем распределения жесткостей прикрепленных упругих элементов пропорционально распределению контактных усилий в этих зонах.

Технический результат в обуви со сверхвысоким каблуком (более 100 мм) достигается решением задачи полной амортизации тела носчика за счет упругих элементов с показателями жесткости в соотношениях усилий, действующих в обозначенных зонах на вкладной стельке.

Отверстия во вкладной и основной стельках, находящиеся в зонах контакта стопы и вкладной стельки, выполнены в объеме 60% величины упругого элемента, что обеспечивает при расчетном давлении контактируемой поверхности стопы гладкое, без бугров и складок расположение на вкладной стельки, используя свойство упругих элементов из каучукоподобных материалов сжиматься до 40%.

Отличительные характеристики предлагаемой конструкции обуви:

конструкция здоровьесберегающей обуви на высоком и сверхвысоком каблуке содержит вкладную стельку, соответствующую основной с некоторыми отклонениями - укорочена по длине, заужена по ширине, за исключением геленочной части, где построена шире основной стельки, чтобы закрывать щели между основной стелькой и затянутым верхом обуви, а также включает элементы, затормаживающие перемещение стопы по стельке, отличается тем, что здоровьесбережение, в частности, амортизация обеспечивается в высококаблучной обуви за счет регламентированного перемещения переднего отдела стопы и деформации упругих элементов, установленных в стельках, а в обуви на сверхвысоком каблуке амортизация создается только упругими элементами, размоченные в стельки.

в конструкция высококаблучной обуви с каблуком высотой 70-100 мм эффект амортизации достигается частично за счет перемещения переднего отдела стопы, а оставшаяся часть, при которой обеспечивается полная амортизация, за счет сжатия упругих элементов, размещенных в отверстии пяточной и носочно-пучковой частях вкладной и основной стелек, размеры площадей верхней и нижней поверхностей упругих элементов соответствуют силовым нагрузкам в этих зонах, при деформации упругих элементов выравниваются приклеенные на верхнюю поверхность упругих элементов кожаные детали с кожаной вкладной стелькой; в отверстии основной стельки имеются свободные зоны для размещения избыточного материала сжатого упругого элемента.

конструкция высококаблучной обуви, обеспечивающая взаимодействие стопы и стелечного узла, представляется двух опорной моделью, которая реалистично отражает взаимодействие с полой стопой, что позволяет получить корректную математическую модель, решение которой дает результат, существенно приближенный к действительности, например определяется с меньшими погрешностями сила трения и усилие в стяжке, используя которые находится необходимая дополнительная деформация упругих элементов, реализуемая подбором модуля упругости и геометрических параметров для них, благодаря чему создается корректный уровень амортизации стопы и обеспечивается здоровьесбережение носчика такой обуви.

в конструкции сверхвысокой обуви полная амортизация достигается за счет сжатия упругих элементов, размещенных в носочно-пучковой и пяточной частях вкладной и основной стелек, расположение упругих элементов на стельках, занимаемые ими площади определяются площадями по карте распределения интенсивных нагрузок; создаваемая упругим элементом реакция силы пропорциональна степени его сжатия, которая определяется модулем упругости, последний находиться по конструктивно допустимой деформации и приложенной нагрузкой при известной площади упругого элемента, при этом по достижении полной деформации наклеенная кожаная деталь на верх упругого элемента образовывает единую без перепада поверхность с кожей вкладной стельки, а материал упругого элемента полностью размещаться в объеме отверстия, заполнив резервные полости.

в конструкция обуви, а именно в блоке вкладной и основной стельки в носочно-пучковой и пяточной частях в зонах интенсивных нагрузок выполнено несквозное отверстие, верх и низ которого имеет одинаковые площади, определенные зоной интенсивных нагрузок, в отверстии на уровне основной стельки сделано круговое поднутрение для размещения избыточного материала упругого элемента, образовавшегося при сжатии, на вкладной стельке вырезается кожаная деталь по размеру верхней поверхности упругого элемента, к которой она приклеивается, в исходном положении при отсутствии нагружения упругий элемент с приклеенной кожаной деталью выступает над поверхностью вкладной стельки, при полном нагружении упругий элемент сжимается и кожаная деталь образует единую поверхность с вкладной стелькой.

Описание чертежей

Фиг. 1 - упругий элемент в ненапряженном состоянии в узле вкладной и основной стелек.

Фиг. 2 - упругий элемент в сжатом состоянии в узле вкладной и основной стелек.

Фиг. 3 - схема взаимодействия стопы и вкладной стельки в обуви на высоком каблуке в фазе опоры на одну ногу.

Сила веса носчика передается через голеностопный сустав по двум направлениям костных элементов на пяточную часть и передний отдел стопы, которые действуют на две опорные зоны, расположенные на вкладной стельке.

Сведения, подтверждающие возможность практической реализации изобретения

В обуви со сверхвысоким каблуком более 100 мм амортизация осуществляется за счет сжатия упругих элементов, геометрические и физические параметры которых определяются расчетным способом по приведенной методике. В качестве материала используются широко распространенный один из видов каучукоподобного полимера. Предложенные формы упругих элементов - параллелепипеды могут быть изготовлены литьевым методом или вырезанием из более крупного куска материала в зависимости от количества требуемых изделий.

Создание прямоугольной с круглыми углами выемки в основной стельке выполняется, как стандартная операция, на вертикально-фрезерном станке.

Принимая во внимание, что деформация упругого элемента должна составлять не более 40% его высоты, а действующее усилие известно, то модуль упругости прикрепляемого элемента определиться из выражения

где k - коэффициент нагрузки, приходящийся на передний отдел стопы; А - площадь упругого элемента в носочно-пучковой части вкладной стельке.

Для обуви с высотой каблука свыше 100 мм находится аналог проектируемой обуви этого же размера, но с низким каблуком, величина силы веса должны быть одинаковой как у предполагаемого носчика. Выбираем один из доступных методов поиска недостающий параметров-экспериментальный, расчетный или из литературных источников-величины упругого вертикального перемещения голеностопного сустава. Жесткость упругих элементов в носочно-пучковой и пяточной частях вкладной стельке пропорциональна силовым нагрузкам в этих зонах.

На фиг. 1 представлена конструкция узла, состоящая из упругого элемента 1 с наклеенной по его всей верхней поверхности деталью 2 из материала вкладной стельки 3. Упругий элемент 1 находится в несквозном отверстии вкладной 3 и основной 4 стелек, в последней имеется, расположенная по периметру, полость 5, предназначенная для размещения части сжатого материала упругого элемента 1.

На фиг. 2 отображено положение, когда упругий элемент 1 находиться в сжатом состоянии под действием распределенной нагрузки со стороны стопы, свободная полость 5 (фиг. 1) заполнена и деталь 2 (фиг. 2) из материал вкладной стельки 3, приклеенная к упругому элементу 1, находится в стыке с вкладной стелькой 3. Упругий элемент 1 своей нижней поверхностью опирается на основную стельку 4.

Аналогичные операции выполняются на обуви с высоким каблуком (70-100 мм). В предложенной конструкции этой обуви также происходит частичное перемещение переднего отдела стопы в сторону носка, что осуществляется по верхней поверхности кожаной вкладной стельки без дополнительной обработки, как это делается в обуви с низким каблуком.

Модель стопы, находящаяся в обуви с высоким каблуком (70-100 мм), представляется шарнирно-стержневой конструкцией (фиг. 3), где стержень АС - жесткие элементы (пяточная, таранная кости), стержень СВ - жесткие элементы от таранной до головок плюсневых костей и проксимальных фаланг, стяжка АС - модель подошвенной мышцы, выполняет функцию упругого соединения, связывающего шарниры А и В, первый из них через каблук АО опирается на опорную поверхность, с которой взаимодействует и второй - через основную стельку и подошву. Модель нагружена силой веса носчика F=mg, приложенной вертикально к шарниру С, представляющий голеностопный сустав.

Рассматривается момент времени полной опоры одной стопы в обуви, когда свод стопы раскрыт на определенную расчетом величину и передний отдел стопы смещен к носку на необходимую расчетную длину.

Принимая во внимание, что при высоте каблука более 100 мм раздвижение свода не происходит, а при каблуке менее 100 мм вместе со сводом и передний отдел стопы принимает требуемые для амортизации положение, возникает необходимость установить для каждой регламентированной высоты каблука частичное смещение переднего отдела стопы в сторону носка и добавочную деформацию упругих элементов, что вместе обеспечит необходимый уровень амортизации тела носчика.

Решение задачи известным методом статики позволяет найти для каждой выделенной высоте каблука, размера обуви, силы веса потенциального носчика, значения коэффициента трения пары материалов чулка и вкладной стельки упругое смещение переднего отдела стопы, ответственного за амортизацию, а затем, отделив найденное значение от требуемой величины общей амортизации, обеспечить последнюю за счет упругих элементов, устанавливаемых в носочно-пучковой и пяточной частях вкладной стельки.

Запишем уравнения связи между управляющими параметрами взаимодействия модели обуви с высоким каблуком 50-100 мм и стопой в фазе полной опоры, нагруженной силой веса носчика. Составляется расчетная схема (фиг. 3) и, рассматривая равновесие конструкции в целом, определяются силы опорных реакций N_A и N_B при конкретных параметрах составляющих

∑М_А=0; -F*AC*sinα+N_B*AB*cosγ-F_TPB*H=0

∑M_B=0; F*BC*sinβ-N_A*AB*cosγ+F_TPA*H=0,

где H - высота каблука, F_TPB и F_TPA - силы трения шарниров В и А по опорам.

Для вычисления усилий в стержнях, используя метод вырезания узлов для сходящихся двух неизвестных усилий, составляется система уравнений для узла (шарнира) С (фиг. 3) и записываются выражения для усилий в стержнях СА и СВ

∑F_KX=0; -S_CA*sinα+S_CB*sinβ=0

∑F_KY=0; -S_CA*cosα-S_CB*cosβ-F=0

S_CA=-F*sinβ/sin(α+β); S_CB=-F*sinα/sin(α+β)

Вычисленные параметры представляются в размерности mg. С увеличением высоты каблука происходит рост угла α и соответственно нагрузки на стержень СВ, одновременно уменьшается угол β и нагрузка на стержень СА убывает. Далее определяются неизвестные в узле В, где концентрируются усилия стержня S_CB, стяжки S_BA, реакции опоры R_B и сила трения F_TP.Вектор силы натянутой стяжки S_BA направлен вдоль ее оси, а по величине равен нагрузке, создаваемой подошвенной мышцей для раздвижения свода стопы и, как следствие, для амортизации тела носчика.

Составляется система уравнений равновесия узла В

∑F_KX=0 -F_TPB-T*cosγ-S_CB*sinβ=0

∑F_KY=0 N_B+T*sinγ+S_CB*cosβ=0

Из этой системы уравнений найдем выражения для усилия натяжения в стяжке

Оптимальное усилие, возникающее в стяжке АВ в фазе полной опоры стопы, составляет

Т_ОПТ=с*Δl_ОПТ,

где с - жесткость здоровой подошвенной мышцы, изучаемой стопы; Δl_ОПТ - оптимальное смещение переднего отдела стопы в фазе полной опоры, обеспечивающее требуемый уровень амортизации.

Из последнего выражения находим жесткость подошвенной мышцы и действительное перемещение переднего отдела стопы

с=Т_ОПТ/Δl_ОПТ; Δl=с*Т=Т_ОПТ*Т/Δl_ОПТ

Разность между оптимальным и действительным смещением переднего отдела стопы показывает необходимое дополнительное перемещение для достижения требуемого уровня амортизации

δl=Δl_ОПТ-Δl

Непосредственное увеличение перемещения переднего отдела в высококаблучной обуви представляется технически сложным, предлагается повысить уровень амортизации путем введения в конструкцию обуви упругих элементов в носочно-пучковую и пяточную зоны вкладной и основной стелек. Для этого необходимо определить дополнительную величину вертикального передвижения голеностопного сустава, которое функционально зависит от разности между оптимальным и действительным смещениями переднего отдела стопы. При известном значении последней (δl) вертикальное передвижение голеностопного сустава (шарнир С) устанавливается прямым геометрическим построением или посредством формул аналитической геометрии.

Запишем дополнительное вертикальное передвижение шарнира С как

Δh=k₁*δl,

где k₁ - коэффициент связи вертикального передвижения шарнира С и смещения переднего отдела стопы δl.

Вертикальная нагрузка определится из условия равновесия шарнира В

N_B=-S_CB*cosβ-T*sinγ

Аналогично находится и вертикальная нагрузка на шарнир А. В виду того, что отношения вертикальных нагрузок на шарниры В и А значительно изменяются соответственно высоте каблука вплоть до 9:1, то в таком же отношении варьируются и модули упругости материалов упругих вставок при равных их площадях.

Варьированием процентом деформации сжатия полимера (до 40%) для упругого элемента и модулем упругости можно подобрать вариант, удовлетворяющий конструктивным и эстетическим требованиям, а также обеспечивающий устойчивое положение стопы в высококаблучной обуви

1. Здоровьесберегающая обувь на высоком и сверхвысоком каблуке, содержащая вкладную стельку, соответствующую основной, обладающую некоторыми отклонениями - укорочена по длине, заужена по ширине, за исключением геленочной части, где построена шире основной стельки, чтобы закрывать щели между основной стелькой и затянутым верхом обуви, а также включает элементы, затормаживающие перемещение стопы по стельке, отличающаяся тем, что здоровьесбережение, в частности амортизация, обеспечивается в высококаблучной обуви за счет регламентированного перемещения переднего отдела стопы и деформации упругих элементов, установленных в стельках; а в обуви на сверхвысоком каблуке амортизация создается только упругими элементами, размещенными в стельках.

2. Обувь по п. 1, отличающаяся тем, что в высококаблучной обуви с каблуком высотой 70-100 мм эффект амортизации достигается частично за счет перемещения переднего отдела стопы, а оставшаяся часть, при которой обеспечивается полная амортизация, за счет сжатия упругих элементов, размещенных в отверстии пяточной и носочно-пучковой частях вкладной и основной стелек, размеры площадей верхней и нижней поверхностей упругих элементов соответствуют силовым нагрузкам в этих зонах, деформации упругих элементов выравнивают приклеенные на верхнюю поверхность упругих элементов кожаные детали с кожаной вкладной стелькой; в отверстии основной стельки имеются свободные зоны для размещения избыточного материала сжатого упругого элемента.

3. Обувь по п. 1, отличающаяся тем, что для высококаблучной обуви взаимодействие стопы и стелечного узла представляется двухопорной моделью, которая реалистично отражает полую стопу, что позволяет получить корректную математическую модель, решение которой дает результат, существенно приближенный к действительности, например, определяется с меньшими погрешностями сила трения и усилие в стяжке, используя которые находится необходимая дополнительная деформация упругих элементов, реализуемая подбором модуля упругости и геометрических параметров для них, благодаря чему создается корректный уровень амортизации стопы и обеспечивается здоровьесбережение носчика такой обуви.

4. Обувь по п. 1, отличающаяся тем, что для сверхвысокой обуви полная амортизация достигается за счет сжатия упругих элементов, размещенных в носочно-пучковой и пяточной частях вкладной и основной стелек, расположение упругих элементов на стельках, занимаемые ими площади определяются площадями по карте распределения интенсивных нагрузок; создаваемая упругим элементом реакция силы пропорциональна степени его сжатия, которая определяется модулем упругости, последний находится по конструктивно допустимой деформации и приложенной нагрузке при известной площади упругого элемента, при этом по достижении полной деформации наклеенная кожа на верх упругого элемента должна образовывать единую без перепада поверхность с кожей вкладной стельки, а материал упругого элемента полностью размещаться в объеме отверстия, заполнив резервные полости.

5. Обувь по п. 1, отличающаяся тем, что в блоке вкладная и основная стельки в носочно-пучковой и пяточной частях в зонах интенсивных нагрузок выполнено несквозное отверстие, верх и низ которого имеют одинаковые площади, определенные зоной интенсивных нагрузок, в отверстии на уровне основной стельки сделано круговое поднутрение для размещения материала упругого элемента при сжатии, на вкладной стельке вырезается кожаная деталь по размеру верхней поверхности упругого элемента, к которой она приклеивается, в исходном положении при отсутствии нагружения упругий элемент с приклеенной кожаной деталью выступает над поверхностью вкладной стельки, при полном нагружении упругий элемент сжимается и кожаная деталь образует единую поверхность с вкладной стелькой.