脚的度量
准确地度量脚的尺寸和形状,这是设计、生产合脚楦头的关键步骤。在此我们介绍一组实用的脚度量参数及度量方法。先定义一条参考基线,该线经过脚后跟中间,穿过第二跖骨的远端(即第二脚趾关节)的中间。再定义前掌线,该线从第一跖骨远端(即大姆趾关节)的内侧,通常也是大姆趾关节内侧最凸出处开始,至于第五跖骨远端(即小姆趾关节)的外侧。下面再定义三个截面。
后跟截面:从后跟最后端起,沿基线量至0.3LB(LB的定义参见下文,例如LB=160mm,那么0.3LB=48mm),该处与基线垂直的截面即为后跟截面。
脚背截面:从后跟最后端起,沿基线量至0.7LB,该处与基线垂直的截面即为脚背截面。
脚趾截面:从后跟最后端起,沿基线量至1.25LB,该处与基线垂直的截面即为脚趾截面。
现在定义一组脚的度量:
跟掌长(LB):从后跟最后端起,与基线并行量至前掌线的中间。实际度量时可量得从后跟最后端起,与基线并行量至大姆趾关节及小姆趾关节,然后取二者的平均值,即将二值相加再除以2。
脚全长(LT):从后跟最后端起,与基线并行量至最长脚趾的前端。
前掌宽(Wb):沿前掌线量得的宽度。
前掌周长(Cb):沿前掌线量得的周长。
前掌线的倾角:前掌线与参考基线之夹角减去90度,通常为10-12度。
脚背高(Hi):从脚背截面中的最高点至脚底平面的垂直距离。
脚背宽(Wi):脚背截面中最外侧点至最内侧点的水平距离。
脚趾高(Ht): 从脚趾截面中的最高点至脚底平面的垂直距离。
后跟宽(Wh):后跟截面中不高于图中H点(0.25LB)部分中最外侧点至最内侧点的水平距离。
后跟上部宽(Whp):后跟截面中H点(0.25LB,见图)外侧至内侧的水平距离。
由于脚是一个复杂的结构,在受力时,例如站立、步行时会产生较大的变形。为了获得脚在受力时的度量,我们推荐二种度量姿势。站立姿势:二腿直立于平面上,二脚承受相同的力,这种情况下,每个脚各承受大约50%的体重。坐姿:坐于一把与膝盖同高的凳子上,二脚平放于平面上,以量右脚为例,将右手的肘按于右膝,上体前倾并向右膝用力。在这种情况下右脚承受大约25%的体重。我们的一项研究表明,脚从平放于平面不受力到承受100%体重,其尺寸和形状有显著变化,其中大部分(50%以上)变化发生在受力不高于10%体重之前。换而言之,受力超过10%体重以后,脚的尺寸和形状变化相对较小。还要注意,由于软组织的膨胀会引起脚尺寸的变化,建议在做适量的体育活动以后,例如步行半小时,再做脚的度量,以避免度量值偏小。另外,如果打算穿厚袜,应视袜子厚度对度量值做适量调整。
一鞋难求
小王刚找了一家合意的公司,下周一去公司面谈。俗话说佛靠金装,人靠衣装。为了给人一个良好的第一印象,一身完美的服饰是必不可少的。市场上新式的服装多的是,只是价钱很贵。小王这次准备下个大本钱,志在必得。周未出门去购物,一天下来其它服饰基本配齐了,但就是找不到一双合脚的皮鞋。不知试穿了多少双,结果不是前掌太紧就是后跟太宽。小王不由叹道:买鞋难哪!
大多数人都有过类似小王的经历,要找一双合脚的皮鞋很难。这是为什么哪?简单的答案是各人脚的尺寸和形状相差很大。如果二个人穿相同尺码的鞋,而尺码通常是由脚的总长度选定,二双脚的形状可能完全不同,例如宽型、窄型、V型或U型。鞋厂和鞋店为了降低成本,通常采用每一尺码一种宽度的楦头,至多对某些尺码再增加一种宽度,也就是宽型鞋。其结果是只有一小部分的幸运者,他们的脚型正好与鞋厂的楦头一致,可以找到合脚的鞋。而大多数人只能将就着穿并不合脚的皮鞋或不穿皮鞋。如果你对这个问题有兴趣,请看看我们的一项究研结果。
在这项研究中,51名无脚疾和变形的成年女性右脚用三维激光扫描仪生成三维计算机实体模型。扫描时右脚承受25%的体重,实际扫描过程大约需要9秒。采用我们自行开发的CAD(计算机辅助设计)软件量出在“脚的度量”一文中介绍的一组度量。为了便于分析、比较,所有的度量值用跟掌长LB来标准化。标准化的做法是将每只脚的每一个度量值除以该脚的跟掌长,然后乘以所有51名研究对象右脚的跟掌长的平均值。先看看二个比效重要的度量:前掌宽和后跟宽。以这二个度量为基础可以把脚分为五类:(图1)前掌和后跟宽均为样本的平均值,可称为理想型脚(图中左侧为脚实体模型,中和右为脚与标准楦头的叠影);(图2)前掌和后跟宽均偏大,宽型脚;图3.前掌和后跟宽均偏小,窄型脚;(图4)前掌宽偏大而后跟宽偏小,V型脚;(图5)前掌宽偏小而后跟宽偏大,U型脚。假定脚各度量源于正态分布样本,在此对几个主要度量做个定量解释。
前掌宽:平均值为90.1毫米,均方差为5.1毫米。如果鞋厂楦头的前掌宽为90.1毫米,而穿鞋者能容忍正负5.1毫米的差别,那么大约68%的人能适合这个前掌宽度。依我们的经验前掌宽多出5.1毫米是可以接受的,但窄5.1毫米会对脚造成损伤。不应该用脚代替楦头把鞋撑大。所以这样一来大约只有34%的人能适合了。
前掌周长:平均值为225.0大约,均方差为12.4大约,假定能忍受最多12.4大约的差别,也只有大约34%的人能适合。
后跟宽:平均值64.3毫米,均方差为3.8毫米。假定可接收多出7.6毫米的差别,大约有68%的能人适合。
总结起来,如果仅考虑脚长(即尺码),前掌宽,前掌周长和后跟宽四个度量,按每一尺码单一形状楦头生产的鞋子能适合的成人比例不超过34%。我们对这些度量的统计分析表明,这四个度量之间的相关系数很低。换句话说,这四个度量是相对独立的。而一双理想的鞋必须四个度量都适合,必要时还要考虑脚背部位的度量,这样能找到称心如意皮鞋人的一定远少于34%。我们的另一项对男性脚的研究也得出基本相同的结果。所以买鞋难可想而知了!
那么定制皮鞋是否能解决这个问题哪?目前多数按客户要求定制皮的服务由于采用标准楦头(有些在标准楦头上做一些局部修正),虽然在款式上多了许多选择,但是并没有解决合脚这一根本问题。要完全解决这一问题的办法是按客户脚型定制楦头,再用这个个性化的楦头来定制皮鞋。对于有脚疾或脚变形的人,这更是唯一的办法。