行走是人类每天进行的最日常的活动,而鞋子是其必不可少的装备。一双舒适合脚的鞋子有利于缓解人体在运动中产生的足底压力,甚至调节行走时的姿态。儿童处于生长发育阶段,鞋对儿童足底压力及步态的影响则更为突出。目前已有许多学者致力于儿童步态的研究,但从童鞋角度出发的研究较少,且由于实验方法的不同,得出的结论也不完全相同。本文针对以上不足,采用了无线表面肌电仪、运动捕捉系统和三维测力台对若干名9-10岁的儿童进行平地自由行走以及匀速跑的测试,对实验所得数据进行定量分析,揭示了儿童在不同运动过程中的步态特征及肌肉活动特点。并探究了不同鞋底硬度以及不同鞋底材料的实验鞋对儿童下肢运动学、动力学以及表面肌电等参数的影响。主要研究内容如下:(1)鞋底参数的选择:查询关于成鞋鞋底硬度的国家标准以及童鞋企业中对于鞋底硬度的行业标准,以鞋码对应的标准硬度为中间值,另外设置两款上下硬度差值为5邵尔A的实验鞋。走访童鞋市场,进行市场调研,确定童鞋市场上最常见的3种鞋底材料。以50、55、60邵尔A三种硬度以及TPR、MD、橡胶三种材料组合搭配制作成鞋。(2)表面肌电测试:使用Delsys全无线表面肌电测试系统,对儿童进行10m平地自由行走以及5km/h匀速跑测试,测量过程中采集胫骨前肌、腓肠肌内侧、腓肠肌外侧、股二头肌以及股外侧肌的肌电信号。分析儿童在穿着不同鞋底硬度以及不同鞋底材料的实验鞋时,对以上肌肉的积分肌电值、均方根振幅、平均肌电值、以及肌肉活动贡献度的影响。(3)运动学测试:使用NDI三维运动测量系统,对儿童进行平地自由行走测试,测量过程中采集下肢关节的角度变化以及相关步态特征。分析儿童在穿着不同鞋底硬度以及不同鞋底材料的实验鞋时,对髋关节、膝关节、踝关节角度变化的影响以及对步幅、步速、步频、步态周期的影响。(4)动力学测试:使用Bertec三维测力台,对儿童进行自由行走测试,测量过程中采集地面与鞋之间的反作用力。分析儿童在穿着不同鞋底硬度以及不同鞋底材料的实验鞋时,对水平横向、水平纵向以及垂直方向地面反作用力的影响。本文采取了多种方法相结合的手段,综合评判鞋底硬度及材料对儿童足底压力和步态的影响,实验数据可为足底压力及步态异常儿童的治疗和诊断提供对照依据,也可为童鞋企业的设计研发提供理论参考。