研究背景:鞋垫是一双鞋的重要的组成部分,用于吸收承载身体重量、吸收走路时脚和地面产生的作用力与反作用力的软垫。鞋垫的功能主要包括两个方面:改善鞋内环境和改善脚底受力状态。不同的鞋垫具有不同的功能,比如改善足底皮肤感受器的体感信息,提高姿势稳定性,改善足底压力等等,所以鞋垫的设计尤为重要。国内外研究发现改变鞋的弯曲刚度可以改善运动表现,提高跑步经济性等,所以本研究通过更换鞋垫改变鞋的弯曲刚度,探究对舒适度及慢跑过程的影响。研究目的:本研究目的在于探讨用不同弯曲刚度的EVA材料鞋垫替换跑鞋中的原有鞋垫,是否影响整体鞋的性能从而改变跑步经济性以及下肢生物力学,为以后鞋垫的设计与研究奠定基础,同时为国有体育装备的创新研发提供支持。研究方法:定做鞋垫,分别将不同的鞋垫嵌入运动鞋中并将其分为四种弯曲刚度,分别为低刚度、中等刚度、较高刚度和高刚度。一共选取16名受试者,因一名受试者与其他受试者年龄差异太大而被剔除,最终选取15名受试者,使用VAS评分评价主观舒适度,使用红外高速运动捕捉系统和三维测力台同步采集运动学和动力学数据,分析不同弯曲刚度的鞋垫对人体慢跑时的影响。研究结果:即刻舒适度测试中,低刚度鞋的缓冲性、总体舒适度得分显著低于中等刚度鞋、较高刚度鞋和高刚度鞋(P<0.05),在回弹性得分方面仅有低刚度鞋和较高刚度鞋有显著性差异(P=0.038),弯折性得分方面低刚度鞋显著低于较高刚度鞋(P=0.004)和高刚度鞋(P=0.009),中等刚度鞋弯折性得分显著低于较高刚度鞋(P=0.002)和高刚度鞋(P=0.003),包裹性得分上低刚度鞋显著低于中等刚度鞋(P=0.002)力臂和高刚度鞋(P=0.031),运动舒适度测试取得类似结果。慢跑生物力学测试中,低刚度和较高刚度支撑期时长显著低于高刚度(P<0.05),低刚度缓冲时间显著高于中等刚度和较高刚度,中等刚度鞋踝关节最大跖屈角度显著大于穿着高刚度鞋踝关节跖屈角度(P=0.022),较高刚度鞋跖趾关节最大伸展角度显著低于穿着中等刚度鞋(P=0.037)和低刚度鞋(P=0.01)。较高刚度鞋条件下膝关节负功显著小于穿着中等刚度鞋(P=0.008)和高刚度鞋(P=0.004)。研究结论:(1)更改运动鞋鞋垫的弯曲刚度可以改变整体鞋的弯曲刚度,同时会影响穿着人群的主观舒适度,弯曲刚度越小,整体舒适度越好,人群越倾向于选择此类鞋。(2)鞋垫弯曲刚度改变可以影响慢跑过程中踝关节的外翻角速度、膝关节外翻角度和跖趾关节伸展角度,选择合适的弯曲刚度的运动鞋可以在一定程度上保护膝关节、踝关节和跖趾关节,减少损伤发生的几率。(3)鞋垫弯曲刚度的改变可以影响慢跑过程中压心作用点的位置、关节力矩,能够提高跑步经济性。