IPC分类号：
A43B13/18 | B33Y10/00 | B33Y50/00 | A43B3/35
国民经济行业分类号：
C1954 | C1953 | C1952 | C1951 | C2444 | C1761 | O8192 | C1959
当前申请(专利权)人地址：
德国黑措根奥拉赫 (BY,Middle Franconia,Erlangen-Höchstadt)
发明人：
亚克斯·佩罗 | 德里克·安德鲁·路德 | 贝林·斯凯·B | 马尔科·佛罗莱恩·科尔曼
摘要：
一种用于鞋类制品的包括三维网的中底及其制造方法，所述三维网包括互连的单元网格。所述互连的单元网格每个包括多个支柱，其限定了三维形状。所述互连的单元网格是在节点处连接的，所述节点具有通过在所述节点处连接的支柱数目所限定的价数。可以改变所述节点的价数来为中底的区域或部分提供定制的特性。所述多个互连的单元网格可以以扭曲的立方格子结构来组织。可以改变所述互连的单元网格的扭曲的立方格子结构和尺寸/形状来为中底的区域或部分提供定制的特性。所述三维网可以基于用于个人或人群的生物识别数据轮廓来定制。所述中底可以使用增材制造方法来制造。
技术问题语段：
如何设计一种鞋类制品，既能够提供足够的减震和支撑，又能够耐久、舒适，并为个人提供其他有益的特性？
技术功效语段：
本专利涉及一种用于鞋类制品的中底，其具有三维网的结构，该结构由多个互连的单元网格组成。每个单元网格包含多个支柱和节点，节点处连接了多个支柱。中底的单元网格的尺寸可以根据个人的生物识别数据轮廓来变化。中底的前脚部分和后跟部分的节点价数平均值可以不同。中底的单元网格的尺寸可以根据个人的生物识别数据轮廓在纵向上和横向上变化。中底的单元网格的尺寸可以根据个人的生物识别数据轮廓来确定。这种中底结构可以提供更好的鞋类制品的舒适性和稳定性。
权利要求：
1.一种用于鞋类制品的鞋底，所述鞋底包含：
3D打印的外底，其包含限定了所述鞋底的接触地面表面的部分，和限定了所述鞋底的周边侧部分的部分，和
3D打印的中底，其是与外底整体形成，并且包含：
三维网，其包含多个互连的单元网格，每个互连的单元网格包含多个限定了三维形状的支柱；和
多个节点，一个或多个支柱与所述节点连接，
其中每个节点包含了通过在所述节点处连接的支柱的数目所限定的价数，
其中所述节点的价数在纵向上沿着所述中底前脚端和所述中底后跟端之间的中底的长度而变化，
其中所述节点的价数在垂直方向上沿着所述中底的高度在所述中底的顶侧和所述中底的底侧之间变化，和
其中所述外底所限定的鞋底的周边侧部分是在所述周边侧部分的多个互连的单元网格的两个或更多个上形成，并且将多个互连的单元网格的两个或更多个覆盖。
2.权利要求1的所述鞋底，其中所述节点的价数在横向上沿着所述中底脚外侧和所述中底脚内侧之间的所述中底的宽度而变化。
3.权利要求1的所述鞋底，其中所述中底前脚部分的节点价数平均值大于所述中底后跟部分的节点价数平均值。
4.权利要求1的所述鞋底，其中所述中底的单元网格的尺寸是变化的。
5.权利要求4的所述鞋底，其中位于所述中底前脚部分的单元网格的平均尺寸小于位于所述中底后跟部分的单元网格的平均尺寸。
6.权利要求4的所述鞋底，其中所述单元网格的尺寸在纵向上沿着所述中底的前脚端和所述中底的后跟端之间的中底的长度变化。
7.权利要求6的所述鞋底，其中所述单元网格的平均尺寸在纵向上沿着从所述中底的前脚端到所述中底的后跟端的所述中底的长度增加。
8.权利要求4的所述鞋底，其中所述单元网格的尺寸在所述中底的顶侧和所述中底的底侧之间的垂直方向上变化。
9.权利要求8的所述鞋底，其中所述单元网格的平均尺寸在从所述中底的底侧到所述中底的顶侧的垂直方向上增加。
10.权利要求1的所述鞋底，其中每个单元网格包含相同的基本几何形状。
11.权利要求1的所述鞋底，其包含多个包含第一基本几何形状的单元网格和多个包含不同于该第一基本几何形状的第二基本几何形状的单元网格。
12.权利要求1的所述鞋底，其中纵向上的价数变化是基于收集用于个人的生物识别数据轮廓。
13.权利要求12的所述鞋底，其中所述生物识别数据轮廓包含关于个人的步态的信息，其是从在测试程序过程中与个人足部连接的运动传感器上收集的。
14.权利要求4的所述鞋底，其中所述单元网格的尺寸变化是基用于收集用于个人的生物识别数据轮廓。
15.一种用于鞋类制品的鞋底，所述鞋底包含：
3D打印的外底，其包含限定了所述鞋底的接触地面表面的部分，和限定了所述鞋底的周边侧部分的部分，和
3D打印的中底，其是与外底整体形成，并且包含：三维网，其包含以扭曲的立方格子结构来组织的多个互连的单元网格，其限定了所述中底的体积，每个互连的单元网格包含多个支柱，其限定了三维形状，并且所述扭曲的立方格子结构包含多个具有不同的体积和立方几何形状的扭曲的立方格子网格；
其中所述扭曲的立方格子结构限定了多个节点，一个或多个支柱与所述节点连接，
其中每个节点包含了通过在所述节点处连接的支柱的数目所限定的价数，
其中所述节点的价数在纵向上沿着所述中底前脚端和所述中底后跟端之间的中底的长度而变化，
其中所述节点的价数在垂直方向上沿着所述中底的高度在所述中底的顶侧和所述中底的底侧之间变化，
其中所述扭曲的立方格子结构是在纵向上沿着所述中底的长度，在横向上沿着所述中底的宽度和在垂直方向上沿着所述中底的高度扭曲的，和
其中所述外底所限定的鞋底的周边侧部分是在所述周边侧部分的多个互连的单元网格的两个或更多个上形成，并且将多个互连的单元网格的两个或更多个覆盖。
16.权利要求15的所述鞋底，其中所述扭曲的立方格子结构中的扭曲的立方格子网格的体积和立方几何形状是基于收集用于个人的生物识别数据
技术领域：
[0003]所述的实施方案通常涉及鞋类制品中底。具体地，所述的实施方案涉及中底，其包括由以扭曲的立方格子结构设置的互连的单元网格构成的三维网，及其制造方法。
背景技术：
[0004]个人经常关注鞋类制品提供的减震量。这对于非表演活动，例如业余闲逛，和对于表演活动，例如跑步所穿着的鞋类制品来说确实如此，因为在平均一天的整个过程中，个人的脚和腿经历了明显的冲击力。当鞋类制品接触表面时，相当大的力会作用于鞋类制品上，和相应地作用于穿着者足部。鞋类制品的鞋底部分地用于为穿着者的足部提供减震和保护足部防止这些力。除了减震之外，个人会关注鞋类制品的耐久性、重量和/或舒适性。耐久的鞋类将合适地起到延长寿命的作用。轻量鞋使得个人能够在他或她的足部承受的重量最小化和可以使得个人舒适。定制的鞋类可以增加个人的舒适度，因为其根据个人的需要和/或足部解剖学来定做。
[0005]人的足部是复杂和非凡的机体件，其能够经受和耗散许多冲击力。在后跟和前脚处的脂肪的天然填充，以及足弓的柔韧性有助于足部的减震。虽然人的足部具有天然减震和回弹特性，但是足部单独不能有效克服在每天的活动过程中所遇到的许多力。除非个人穿着提供了正确的减震和支撑的鞋子，否则与每日活动相关的痛苦和疲劳是更剧烈的，并且其会开始加速。穿着者的这种不适感会使得进一步活动的动机减小。同样重要地，减震不好的鞋类会导致受伤例如水泡；肌肉、键和韧带的损害；和应力性骨折。不舒适的鞋类还会导致其他疾病，包括背痛。
[0006]舒适的鞋类应当是耐久的、舒适的，并且为个人提供其他有益的特性。所以，一直存在着革新鞋类的需要。
发明内容：
[0007]一些实施方案涉及一种用于鞋类制品的中底，所述中底包括三维网，其包含多个互连的单元网格，每个互连的单元网格包含多个限定了三维形状的支柱，和多个节点，在节点处连接了一个或多个支柱，其中每个节点包含了通过在所述节点处连接的支柱的数目所限定的价数，和所述节点的价数在纵向上沿着所述中底前脚端和所述中底后跟端之间的中底的长度而变化。
[0008]在一些实施方案中，所述节点的价数可以在横向上沿着所述中底脚外侧和所述中底脚内侧之间的所述中底的宽度而变化。
[0009]在一些实施方案中，所述中底前脚部分的节点价数平均值可以大于所述中底后跟部分的节点价数平均值。
[0010]在一些实施方案中，中底的所述单元网格的尺寸可以变化。在一些实施方案中，位于所述中底前脚部分的单元网格的平均尺寸可以小于位于所述中底后跟部分的单元网格的平均尺寸。
[0011]在一些实施方案中，所述单元网格的尺寸可以在纵向上沿着所述中底的前脚端和所述中底的后跟端之间的中底长度变化。在一些实施方案中，所述单元网格的平均尺寸可以在纵向上沿着从所述中底的前脚端到所述中底的后跟端的所述中底的长度增加。
[0012]在一些实施方案中，所述单元网格的尺寸可以在所述中底的顶侧和所述中底的底侧之间的垂直方向上变化。在一些实施方案中，所述单元网格的平均尺寸可以在从所述中底的底侧到所述中底的顶侧的垂直方向上增加。
[0013]在一些实施方案中，中底的每个单元网格可以具有相同的基本几何形状。
[0014]在一些实施方案中，所述单元网格的价数可以是1-12。
[0015]在一些实施方案中，所述中底可以包含多个包含第一基本几何形状的单元网格和多个包含不同于该第一基本几何形状的第二基本几何形状的单元网格。在一些实施方案中，多个具有第一基本几何形状的单元网格可以位于中底的前脚部分，多个具有第二基本几何形状的单元网格可以位于中底的后跟部分。在一些实施方案中，所述中底的足中部分可以包括多个具有第一基本几何形状的单元网格和多个具有第二基本几何形状的单元网格。
[0016]在一些实施方案中，中底的全部单元网格的90％或更多可以是完全的单元网格。
[0017]在一些实施方案中，纵向上沿着中底长度的价数变化可以基于收集用于个人的生物识别数据轮廓的。在一些实施方案中，所述生物识别数据轮廓包含关于个人的步态的信息，其是从在测试程序过程中与个人足部连接的运动传感器上收集的。
[0018]在一些实施方案中，所述中底单元网格的尺寸变化可以基于收集用于个人的生物识别数据轮廓。
[0019]在一些实施方案中，多个具有第一基本几何形状的单元网格的位置和多
具体实施方式：
[0079]本发明现在将更详细地参考附图所示的本发明的实施方案来描述。提及“一种实施方案”，“一个实施方案”，“一个示例的实施方案”等表示所述实施方案可以包括具体的特征，结构或者特性，但是每个实施方案可以非必需包括所述具体的特征，结构或者特性。此外，这样的措词不必需指的是相同的实施方案。此外，当具体的特征，结构或者特性是与一种实施方案相关来描述的，据信处于本领域技术人员知识范围内的是影响与其他实施方案(无论是否明确描述)相关的这样的特征，结构或者特性。
[0080]鞋类制品具有许多作用。其中，鞋类制品可以为穿着者的足部减震，支撑穿着者的足部，保护穿着者的足部(例如防止受伤)，和优化穿着者足部的表现。每个这些作用单独地或组合地提供了适用于多种情形的舒适的鞋类制品(例如训练和每日活动)。可以改变鞋类制品的特征(例如形状，组分和制鞋所用材料)来产生期望的特性，例如，减震，支撑，稳定性，骑行和推进特性。
[0081]鞋类制品所提供的稳定性可以保护穿着者的足部防止受伤，例如扭伤他的或者她的脚踝。鞋类制品所提供的推进力可以通过例如使得从个人的足部转移到他的或者她的足部经由鞋类制品接触的表面(例如地面)的能量最大化来优化穿着者的足部的表现。个人的足部和表面之间的能量转移最大化(即，减少经由鞋类制品损失和/或吸收的能量)可以有助于运动员例如更快加速，保持更高的最大速度，快速变向和跳得更高。鞋类制品所提供的减震和骑行特性可以在体育运动或者日常活动中为个人提供舒适度。
[0082]人足部的解剖学产生了用于足底的形状和轮廓，其产生了在足部接触地面(例如在静立，行走，跑步等)时足底上不同程度的压力(力)。该不同程度的压力在足部上产生了经历不同的压力和应力的区域。一些区域会经历相对高的压力/应力，而其他区域会经历相对低的压力/应力。为了提供舒适度，经历相对高程度的压力/应力的区域会需要另外的减震或者支撑，这与经历相对低程度的压力/应力的区域形成对比。
[0083]此外，不同的个人足底的形状和轮廓对于不同的个人的足部产生了不同的压力/应力曲线。这对于单个人的左脚和右脚也是如此。因此，一个人的脚(或者单个人的左脚和右脚)的减震和/或支撑需求会是不同的。该减震和/或支撑需求不仅会取决于个人的足部解剖学，而且还取决于个人的自然步态。
[0084]在一些实施方案中，本文所述的中底和具有该中底的鞋类制品可以包括三维网，其包含互连的单元网格。该互连的单元网格的几何形状，互连性和排列可以对于具体的个人或者人群进行定制。该互连的单元网格的几何形状，互连性和排列可以完全或者部分地基于用于个人足部的生物识别数据轮廓。该互连的单元网格可以以扭曲的立方格子结构设置，其也可以基于用于个人足部的生物识别数据轮廓。
[0085]三维网内的单元网格的几何形状，互连性和排列可以提供许多不同的选项，用于定做(调节)个人或者人群所需的中底。例如，可以对于个人或人群调节下面的一种或多种：(i)中底的体积形状，(ii)限定互连的单元网格的支柱的刚度(包括例如压缩强度，剪切强度和/或弯曲强度和/或扭转刚度)，(iii)单元网格数/单位体积(即，单元网格密度)，(iv)单元网格之间的互连度(在此称作“价数”)和(v)单元网格的基本几何形状。每个参数(i)-(v)可以在中底的不同区域或者部分之间是不同的，来为个人或人群提供期望的特性，例如减震，支撑，稳定性，骑行和/或推进特性。
[0086]如本文所讨论的包括三维网的中底可以使用一种或多种增材制造方法来制造。增材制造方法允许制作三维物体，而无需模具。代替地，该物体可以例如由液体材料或者由粉末材料来逐层制造。增材制造方法可以通过减少或者消除对于模具的需要来降低产品(例如鞋子)的制造商的成本，和依次降低消费者的成本。使用增材制造来整合制造中底可以使得组装中底分别的元件是不必需的。类似地，增材制造中底可以由单个材料制作，其可以促进该中底容易地回收。
[0087]同样，因为无需模具，因此增材制造方法有利于定制产品。例如，与传统的模制方法相比，中底可以对具体的个人或者人群以更加成本有效的方式用增材制造方法来定制。
[0088]归因于增材制造方法的性质，增材制造方法可以杠杆化来为个人提供定制的和舒适的鞋类。示例性增材制造技术通常包括例如选择性激光烧结，选择性激光熔融，选择性热烧结，立体平板印刷法，融合沉积模制，或者3D打印。与鞋类制品有关的不同的增材制造技术在例如US 2009/0126225，WO 2010/126708，US 2014/0300676，US 2014/0300675，US2014/0299009，US 2014/0026773，US 2014/0029030，WO 2014/008331，WO 2014/015037，US2014/0020191，EP 2 564 719，EP 2 424 398和US 2012/0117825中描述。
[0089]使用本文所述的增材制造方法，定制的中底可以具有短的研制周期。例如，中底可以对于个人足部的宽度和/或长度，个人的体重，个人的步态和/或中底要与之一起使用的鞋类的种类进行定制。在一些实施方案中，中底可以包含至少两个区域，其具有不同的物理性能，例如不同的单元网格密度，不同的刚度，和/或不同的单元网格互连性。在一些实施方案中，本文所讨论的中底可以使用增材制造方法来形成，其无需后形成加工步骤，例如切掉不期望的中底部分。取消后形成加工步骤有利于制造一致性和再现性。
[0090]在一些实施方案中，三维网的物理性能可以通过调节三维网的单元网格设置在其中的扭曲的格子结构的体积，网格尺寸和/或扭曲的几何形状等来调节。在一些实施方案中，三维网的物理性能可以通过调节限定了三维网的单元网格的支柱的厚度来调节。在一些实施方案中，三维网的物理性能可以通过调节三维网中的单元网格的密度来调节。单元网格的密度可以通过调节下面的至少一种来调节：单元网格的尺寸，单元网格之间的互连度，和单元网格的基本几何形状。在一些实施方案中，三维网的物理性能可以通过调节用于形成三维网的材料来调节。
[0091]在一些实施方案中，单元网格的基本几何形状可以沿着中底的长度和宽度是大致恒定的。例如，单元网格的基本几何形状(例如立方体，四面体，十二面体等)可以沿着中底的长度和宽度是大致恒定的。在一些实施方案中，单元网格的基本几何形状可以在三维网中是变化的。在一些实施方案中，三维网可以包括至少两种具有不同的基本几何形状的单元网格。例如，第一基本几何形状(例如称作斜方十二面体的单元网格)可以与包括第二基本几何形状(例如五角十二面体，立方体，长方体，棱柱，平行六面体等)的其他单元网格相组合。
[0092]在一些实施方案中，三维网可以包括具有多个单元网格(具有第一基本几何形状)的第一区域和具有多个单元网格(具有第二基本几何形状)的第二区域。所述区域的基本几何形状可以适于所述区域的具体需要。例如，不太致密的单元网格几何形状(例如立方体)可以用于具有降低的密度和/或刚度需求的区域。此外或者可选择地，第一区域中的单元网格的一个或多个尺寸可以不同于第二区域中的单元网格的尺寸。
[0093]图1和2显示了根据一些实施方案的鞋类制品100。鞋类制品100可以包括与中底130连接的鞋帮120。鞋类制品100包括前脚端102，后跟端104，脚内侧106，和与脚内侧106相对的脚外侧108。同样，如图2所示例，鞋类制品100包括前脚部分110，足中部分112和后跟部分114。部分110，112和114并非打算划分鞋类制品100的精确区域。而是部分110，112和114打算表示鞋类制品100的一般区域，其提供了参照系。虽然部分110，112和114通常应用于鞋类制品100，但是提及部分110，112和114也可以具体应用于鞋帮120或者中底130，或者鞋帮120或者中底130的单个部件。
[0094]在一些实施方案中，鞋类制品100可以包括与中底130结合的外底140。中底130和外底140可以一起限定鞋类制品100的鞋底150。在一些实施方案中，外底140可以在中底130的底侧上直接制造(例如，3D打印)。在一些实施方案中，外底140和中底130可以在一种制造方法(例如，一种3D打印方法)中制造，并且无需例如经由粘结剂来结合。在一些实施方案中，外底140可以包括多个凸起部142来为鞋类制品100提供牵引力。在一些实施方案中，中底130可以与中底300，中底2100或者中底2200相同或者类似。
[0095]如图1所示例，中底130可以包括三维网132，其包含多个互连的单元网格134。在一些实施方案中，中底130可以对于个人或者人群定制。在这样的实施方案中，个人的步态可以使用例如具有测力板的运动捕捉系统，或者Run系统来分析。这样的步态分析系统可以产生用于个人的生物识别数据轮廓，其可以用于定制中底130(参见例如与图10相关所述的方法1000)。
[0096]至少部分地基于所收集的数据，中底130，三维网132和/或单元网格134的性能可以对于个人的减震，支撑，稳定性，骑行和/或推进需求进行定制。在一些实施方案中，中底130，三维网132和/或单元网格134也可以基于个人的运动需求来定制(例如，个人参与的运动的类型和/或个人花费的训练的时间量)。
[0097]可以对个人的需求进行定制的中底130的参数包括但不限于：(i)中底130的体积形状，(ii)限定互连的单元网格134的支柱的刚度(包括例如压缩强度，剪切强度和/或弯曲强度和/或扭转刚度)，(iii)单元网