可变刚度缓冲鞋垫结构设计及优化

目的设计X型结构变刚度缓冲鞋垫,探究其对糖尿病截趾患者足底表面压力和内部应力的影响。方法基于CT影像建立糖尿病截趾患者足部-小腿有限元模型,根据足底压力分布特征进行鞋垫区域划分。设计X型结构3D打印缓冲鞋垫,通过改变结构面板厚度改变结构的模量,对划分区域填充不同模量的X型结构方案进行仿真分析。结果糖尿病截趾患者足底峰值压力在跟骨区,足趾区选用面板厚度1.2 mm结构、跖骨区选用面板厚度1.4 mm、足弓区选用面板厚度2.0 mm和足跟区选用面板厚度1.6 mm组合后的鞋垫减压效果最好。与赤足相比,此方案鞋垫分别降低足跟区峰值压力、趾骨区峰值压力和足底软组织内部应力40.18%、31.7%和50.45%。结论变刚度下3D打印鞋垫可有效降低足底表面压力、内部应力,减小二次截趾概率。

实用新型专利

序号:US 6,425,194 B1名称:缓冲鞋垫本专利设计的是直接与脚接触的,能够起到缓冲和按摩作用的鞋垫,它由一种类似橡胶的热塑材料制成。如图所示,鞋垫表面分布着不同形状和构造的缓冲按摩区域,这些都是根据人体解剖学精心设计安排的,可以有效舒缓脚部疲劳。起到减压、缓冲作用的指状突起群与鞋垫中心层为一个整体结构,每个区域指状突起的高度和直径是由脚的生理结构和所使用的热塑材料的物理性能决定的。