[发明专利]一种防止脚踝运动扭伤的力学支撑装置以及方法

权利要求书

1.一种防止脚踝运动扭伤的力学支撑装置，其特征在于，所述力学支撑装置包括气包本体、固定配件以及气包受力卸载控制单元三个部分；

所述固定配件与气包本体连接，用于将气包本体固定在运动者脚踝处；所述固定配件部分包括皮带本体、皮带母扣及皮带孔；所述皮带本体外侧与所述气包本体内侧可通过皮带母扣与皮带子扣锁定到一起；所述皮带本体与所述气包本体锁定为一体后可以通过皮带绕球鞋底部的足弓下方非受力区一周，将气包锁定贴合在球鞋外侧；

所述气包本体部分包括气包袋、气嘴、趾端支撑爪、跟部支撑爪、半封隔墙、防滑颗粒、皮带子扣和皮带插销；所述气嘴是气包袋充放气用的微型密封通道，热合于气包袋的整装面上；所述防滑颗粒与锁定扣位于气包反面，所述防滑颗粒用于和运动者球鞋侧面接触以增大摩擦防止相对滑动，所述皮带子扣与皮带插销分别固定在气包袋边部；

所述气包受力卸载控制单元置于气包本体内部，固定在气包袋内及半封隔墙上，用于气包本体的受力放气卸载以及放气速度的控制，保证气包本体为脚踝提供力学支撑时不发生力学反弹与串动；所述气包受力卸载控制单元包括公螺纹通气孔道、母螺纹内壁、低渗透多孔介质阀片、阀座、球阀、连杆、承压板、伸缩包、伸缩包座卡、充气室、外壳以及通孔；

所述外壳内设伸缩包座卡，伸缩包座卡上连接伸缩包，伸缩包上具有充气嘴，伸缩包外接承压板，承压板上焊接连杆，连杆上设阀球，阀球与阀座组合密封，阀座焊接在外壳上，外壳左端设有低渗透多孔介质室，低渗透多孔介质室内安装多孔介质阀片，多孔介质阀片依托公螺纹通气孔道与外壳内壁上的母螺纹配合固定。

2.根据权利要求1所述的一种防止脚踝运动扭伤的力学支撑装置，其特征在于：所述气包袋由高强度热塑性聚氨酯弹性体热合而成；所述趾端支撑爪和跟部支撑爪的比例系数确定规则如式(1)和式(2)所示：

δ₁为趾端支撑爪系数，其值等于趾端支撑爪距离球鞋最前端距离与球鞋全长的比值，取值范围在0.6-0.7之间；

δ₂为跟部支撑爪系数，其值等于根部支撑爪距离球鞋最前端距离与球鞋全长的比值，取值范围在0.8至0.9之间；

τ：趾端支撑爪距离球鞋最前端距离，cm；

ε：跟部支撑爪距离球鞋最前端距离，cm；

L：球鞋全长，cm；

所述趾端支撑爪和跟部支撑爪的距离确定规则如式(3)所示：

X＝(δ₂-δ₁)L (3)

X为趾端与跟部支撑爪最佳设计距离，cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种防止脚踝运动扭伤的力学支撑装置，其特征在于：所述趾端支撑爪与跟部支撑爪充气后呈圆锥状，尖角朝下，所述趾端支撑爪与地面受力角度α的工作窗口范围是25度≤α≤40度，所述跟部支撑爪与趾端支撑爪形成的错位角度为20度。

4.一种防止脚踝运动扭伤的方法，其特征在于：将权利要求1中所述力学支撑装置固定在运动者球鞋脚踝处，按照如下步骤操作：

对气包受力卸载控制单元内部的伸缩包100％充气，充气上限压力不超过0.3MPa；

对气包本体充气到气包体积的90％；

将气包本体反面贴附在运动者球鞋侧面，通过皮带绕球鞋一周将气包固定在运动者的球鞋侧面；

在气包本体剩下10％体积范围内对气包再次充气，加固锁定程度同时减小气包的可压缩性，充气后使得气包内充气压力等于伸缩包内压力。