专利名称：鞋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为穿用者定制适配(custom fitting)的运动鞋的系统和方法，其通过测量足部使足部尺寸与可调节鞋楦上的设定位置(fitting)相关联，将具有加热可延展的活性化区(heat malleable activation zones)的尺寸合适的鞋装于可调节的鞋楦上，并在调节鞋楦的同时对鞋进行热处理，以便为穿用者定制适配的鞋(customize the fit ofthe shoe)0
背景技术：
运动鞋制造业一直在研究改进运动鞋适配的方法和为个别穿用者量脚定制适配的运动鞋的方法。为个别穿用者量足定制鞋(customize fitting shoe)的最古老的方式是根据特殊的个别人的脚定制鞋楦来制作鞋。这与量身定制或预订衣服是一样的，其价格昂贵，制造过程耗费时间很多。人们曾作出大量尝试，以将量脚定制带进制鞋业的批量生产市场。以往批量生产的鞋的量脚定制的障碍是主要影响适配(fit)的部件、在上面成型鞋的鞋楦形状一直保持不变。通常，制造鞋楦或模子(form)要考虑以下足部尺寸足部总长、足部宽度、第一足趾高度、足背轮廓、以及至少六围长(six girth)的尺寸。惯常做法是利用广泛人群的足部尺寸来确定统计学上的平均足部特征而成型用于批量生产的鞋楦。理论上这可使大多数人群配合合适。通常根据穿用者的足部总长和对足部宽度或围长进行适应性调整来确定尺寸。大多数鞋制造商只为消费者提供有限的长度-宽度组合的鞋。制造费用昂贵和需要零售库存妨碍了批量生产商和零售商提供所有范围内的长度-宽度组合的鞋的尺寸。对于鞋类物品而言，由于每种长度-宽度组合通常需要唯一的且根据特定的长度-宽度组合严格按比例成型的鞋楦，从经济角度出发往往也迫使制造商和零售商根据统计学的平均足部尺寸来提供长度-宽度组合的有限的范围。这种尝试力图尽可能广泛地覆盖大范围人群。研究已经表明这种方法虽然经济上合算，但对消费者来说存在一定缺陷。传统上的做法是，对于不同的宽度厂商使用相同的加工工具而只在鞋面上具有不同的宽度尺寸。很多人的足部尺寸不在统计学的平均范围内，因此，使用常规的长度-宽度组合穿着感觉不适。一些人左脚和右脚的宽度不同，例如优性脚(dominant foot)略大。这些因素中的任何一因素都求能进行配合调节，以保证穿用者获得特别是运动鞋所能提供的全部优点。于2002年3月14号提交的普通转让的美国专利申请10/099，685号中提供了一种定制适配的方法，该申请的全部内容作为参考包含在本申请中。‘685申请描述了一种方
3法，借助这种方法穿用者可通过远程通信信道指定用来制造鞋的鞋楦而订购鞋。穿用者可根据以前穿用过的鞋的体验来确定鞋楦。这种鞋楦可由型号和尺寸来确定，或通过采用穿用者的足部尺寸来确定用来制造鞋的鞋楦。可将鞋制造成具有各种调节机构，例如，紧固系统、不同的材料等，但是批量生产的鞋通常仍通过预定的鞋楦或模子制造。而在通过调节鞋楦本身来定制批量生产的合适的鞋方面所做的工作很少。由于在制造过程中完成鞋，即使之前已进行过任何调节，这些调节也必须在制造过程中完成，因此大大拖延了穿用者收到定制鞋的时间。以前尝试的定制合适运动鞋的很多解决方案中全都需要穿用者等待定制鞋。因此对零售商而言，存在鞋制成后需使定制成的鞋与脚适配(customized fit)的问题，优选在销售点提供这种定制鞋的适配性。
发明内容
本发明的目的是利用个别穿用者的足部的尺寸代替统计学上的平均足部尺寸来满定制适配鞋的需求。本发明的一方面是在如零售店之类的单一地点处测量足部尺寸和完成鞋。本发明的另一方面是在一个地点测量足部尺寸而在另一地点完成鞋。例如，可在零售店或其他地点完成足部尺寸的测量，再将测量结果传送到制造商处或分销商处来完成鞋。可将呈现可塑性能的材料构成至少一部分鞋面而生产定制的鞋，这种可塑性能可通过可调节的鞋楦来设定。还可将鞋底单元构成为具有可调节宽度的性能。本发明的一个优点是由于本发明可为每个顾客提供宽度精确适配的在每种长度尺寸中的一种库存的鞋，零售商只需要库存多种长度的鞋。本发明的定制适配系统包括用于测量穿用者足部尺寸的测量装置、用于每种长度尺寸的鞋的可调节鞋楦、及带有控制部分的红外活性化室(activation chamber) 0该系统还包括特殊结构的鞋，该鞋带有被设计成可在红外活性化室内加热并使尺寸固定 (heat-set to size)的活性化区。该系统任选地可包括用于对加热固定(set)的鞋进行冷却处理的冷却设备。测量装置可以是如直尺测量工具那样简单的装置，或者如三维激光扫描仪那样复杂的装置。一种常用的直尺测量装置是可提供线性的足趾到足跟的尺寸、足跟到球状体的尺寸、及每一足部的宽度尺寸的Brarmock 装置。Brarmock尺寸可用作本发明的尺寸控制系统(sizing system)。或者，鞋的尺寸可通过对穿用者的足部进行扫描而获得的足部尺寸计算出。可调节的鞋楦包括足形部分(foot form)，该足形部分具有可调节宽度和足背的部分，这些部分可改变式态(move)，以提供较窄的、较瘦的、较宽的和/或较厚的形状而反映穿用者的足部尺寸。将这些可改变式态的部分连接到合适的校正机构以调节可改变式态部分。这种可调节鞋楦系统包括可将从顾客足部测量中获得的具体数据转换成可调节鞋楦的校正机构的精确数字设定位置的尺寸控制算法(sizing algorithm)。一旦确定了穿用者足部的长度尺寸可选择相应长度尺寸的鞋，该鞋具有被特殊设计成由至少部分为可进行加热处理的材料构成的鞋面，以便于定制。鞋的鞋底单元的宽度调节可通过使用带有可更换的鞋底夹层插楔(midsole plugs)的可调节鞋底夹层单元来实现。或者，可用不带插楔的不同宽度的鞋底单元来定制宽度。外底可具有纵向裂缝以容纳
4调节后的较宽或较窄宽度的鞋底夹层。在一优选实施例中，使用了可更换的鞋底夹层插楔， 将尺寸合适的鞋底夹层插楔插入鞋底夹层中。然后将可调节的鞋楦插入鞋内，在红外线活性化室内对鞋和鞋楦进行热处理，将有延展性材料加热为可塑性时调节鞋楦，使鞋伸展到调节后的鞋楦。再对调节后的鞋楦和鞋进行进一步处理以固定鞋面。可将鞋楦和鞋置于室温下进行冷却或在任选的冷却设备中进行冷却。在鞋的活性化区被固定后，移开鞋楦。定制适配步骤完成，然后可试穿以便适配。 如果需要进一步调节，可进行附加热处理以对鞋楦进行相应调节。活性化室包括由相对于外侧保护的部分覆盖的多个红外灯。这些灯被定位于放置有鞋的目标区周围。灯与控制器联结，该控制器可控制温度、加热速度和灯对鞋进行红外线辐射的时间。可将控制器包括在控制整个处理过程的计算机内。为了便于描述，在某些情况下，在理解了所使用的“热”是红外线辐射的情况下红外线活性化室被称为顶加热器。需要理解的是，就广义上说，红外线辐射处理也被称为“热”处理。虽然优选红外线辐射，在活性化室内也可将其他形式的能量与相应选择和设计的鞋面的活性化区域内的材料结合使用。可供选择的能量形式包括，但不限于，微波辐射、声波、激光、电或电磁能。对于本领域技术人员来说，通过下面对附图的说明和详细描述，本发明的其他结构、特征和优点将更加清晰。本发明力图使包括在这种描述中的所有这样的其他系统、方法、特征和优点落入本发明的范围内并由所附权利要求保护。
通过参考以下附图和说明可更好地理解本发明。附图中的部件不必按比例绘制， 重点是阐述本发明的原理。此外，附图中类似的附图标记在不同的附图中代表相应的部分。 附图中图1为本发明的可调节鞋楦的透视图； 图2为图1所示的可调节鞋楦的前视图；图3为图1所示的可调节鞋楦的后视图；图如为图1所示的可调节鞋楦的横向侧视图；图4b为可调节鞋楦的内部部件的侧视图； 图4c为可调节鞋楦的横向宽度蘑菇状调节机构的组装透视图；图4d为横向宽度蘑菇状调节机构的顶视图； 图4e为横向宽度蘑菇状调节机构的前视图； 图4f为可调节鞋楦的足背蘑菇状调节机构的组装透视图；图5为图1所示的可调节鞋楦的中部侧视图； 图6为图1所示的可调节鞋楦的顶视图； 图7为图1所示的可调节鞋楦的底视图；图8a为横向宽度蘑菇状部分的透视图； 图8b为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的侧视图； 图8c为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的内部侧视图； 图8d为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的前视图Se为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的后视图；图8f为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的顶视图；图8g为图8a所示的横向宽度蘑菇状部分的底视图；图9a为示出了需要测量的左脚和右脚的示意图；图9b为需要测量的右脚的横向示意图；图10为足部测量工具的透视图；图11为红外线活性化室的一些部件的示意图；图12红外线活性化室的透视图，它示出了鞋和鞋楦被放置在其内用于红外线热处理的情况；图13a为图12所示的室的端视图，图中未示出前壁；图13b为图12所示的室的透视图，图中未示出外壁；图13c为图12所示的室的另一切开的透视图，其一侧不带内部支架；图13d为图12所示的室的另一切开的透视图，为了示出细节，图中拆去了较多的元件；图14为一种运动鞋的侧视图，它示出了鞋面可调节部分上的阴影部分；图15为带有可调节插楔的鞋底夹层的顶视图；图16为鞋底夹层插楔的顶视图；图17为鞋底夹层插楔的底视图；图18为可调节类型的外底的平面图。
具体实施例方式图l_8g中详细示出了本发明的可调节鞋楦10。鞋楦10具有主体部分或底座 12、足背蘑菇状部分14、横向蘑菇状部分16、中部蘑菇状部分18、以及至少两个调节刻度盘(dials)。鞋楦底座12包括沿足踝区域的前面延伸、用来与该系统的检测机构嵌合的锁销11。足背调节刻度盘20控制足背蘑菇状部分14的位置，而宽度刻度盘22控制横向和中部蘑菇状部分16和18的位置。每个刻度盘装有纽扣式旋钮脱开部分(button knob release)21。每个鞋楦10具有特定的长度尺寸，蘑菇状部分可通过横向和中部蘑菇状部分式态的改变而改变宽度尺寸，并可通过足背蘑菇状部分式态的改变而改变围长(girth sizes)尺寸。根据宽度刻度盘的转动而使横向和中部蘑菇状部分改变式态。一旦对鞋进行热处理直到活性化区域内的加热有延展性材料呈现可塑性且鞋楦被调节成设定的鞋尺寸， 与穿用者的足部尺寸相应的鞋楦的调节可提供定制的适配性。图4b_4f示出了可调节鞋楦的内部机构。下面将详细描述用于横向蘑菇状部分 16的调节机构。可以理解的是，中部和足背蘑菇状部分的机构以相似的方式工作。参考图 8a_8f，它们分离地示出了横向蘑菇状部分16。蘑菇状部分16的内侧具有驱动杆M，该杆向内延伸，杆中形成有成角度的槽口 26。蘑菇状部分16还具有向内延伸并与驱动杆M隔开的导引杆观。导引杆观被接收在鞋楦上的导引孔内，以确保蘑菇状部分16相对于鞋楦的主体对准。参考图4b4e和图8a_8f，刻度盘22驱动带螺纹的导螺杆(lead screw) 30, 该导螺杆与驱动成角度的楔块34的螺母32联结。成角度的楔块34被成型为抵靠驱动杆 28的槽口沈并与驱动杆28的槽口沈啮合。轴套31有助于导螺杆30处于适当位置。在
6图4b中，螺母32和轴套33处于弹簧部件35的套管内并与弹簧部件35协同作用。因此， 转动刻度盘而转动轴30和螺母32可使蘑菇状部分16式态改变地远离主体12或朝向主体 12，所述螺母可使成角度的楔块34在槽口沈内运动。可以看到刻度盘22的调节可使横向蘑菇状部分16和中部蘑菇状部分18或远离主体12或朝向主体12地改变式态，以调节鞋楦的宽度。当蘑菇状部分16和18被拉伸到主体12内使它们与主体12邻近时，此位置相应于鞋楦宽度最窄。按照目前这种考虑，在刻度盘22的调节作用下，横向和中部蘑菇状部分16和18以相等的距离远离或移向主体12。 通常，对大多数足部而言，通过横向和中部蘑菇状部分等距离地改变式态可最好地实现定制的宽度尺寸控制(customized width sizing)。当然，在本发明构思内也可为每一宽度蘑菇状部分设置单独的调节刻度盘，以便进一步为定制这种适配增加另外的参数。图4b和4f中示出了足背蘑菇状部分14的调节机构，该机构包括联结到调节刻度盘20的导螺杆30，。轴套31，有助于使导螺杆30，就位。导螺杆30，驱动螺母32，，螺母 32’使足背适配器四运动。在图4b中，螺母32’和轴套33’被容纳于套管内并与弹簧部件 35’协同作用。因此，刻度盘20的调节可使导螺杆30’运动，该导螺杆依次导致螺母32’和足背适配器四运动，以影响足背蘑菇状部分14改变式态。中部、横向和足背蘑菇状部分的调节影响鞋楦围长，穿用者足部围长尺寸甚至可通过三个蘑菇状部分中的两个蘑菇状部分的调节来实现，而不是只使用足背蘑菇状部分。当然，可用如蜗杆结构或推进棘轮组件等任何公知的机构根据其相应刻度盘的转动来促进蘑菇状部分改变式态。虽然在此描述的调节机构涉及调节刻度盘，可将任何类型的校正机构用于其适当位置处。如线性滑尺或带有触摸屏的LED指示器之类的其他校正机构和调节指示器也落入本发明的保护范围内。就此而言，术语“刻度盘”广泛地用来指任何类型的校正机构和调节指示器。可将可调节鞋楦上的蘑菇状部分设计成具有柔顺的周边以保证成品鞋上的平滑过渡表面。参考图8b，作为示例性的图，蘑菇状部分16的周边呈柔顺状，使得鞋面在被蘑菇状部分16支撑的部分和被支撑在鞋楦主体上的部分之间的过渡区域内没有突变的外形。 蘑菇状部分周边的柔顺性可通过多种方法来实现。一个示例是用单一的一种材料形成蘑菇状部分并保证周边足够薄而具有柔顺性以提供平滑过渡。另一种方法是用多于一种材料形成蘑菇状部分，沿周边使用柔软材料，而在连接所述杆的中心处使用较坚硬的材料。可调节的鞋楦10是定制适配系统中的主要部件之一。图9C为制作定制适配鞋的全过程的总览图。首先，在步骤100，利用电子足部扫描仪或如Brarmock装置之类的其他公知装置测量穿用者的足部。然后，在步骤102，用足部测量数据计算鞋的尺寸和在可调节的鞋楦10上的调节设定位置(adjustment settings)及合适的鞋底夹层插楔尺寸。在步骤 104，将尺寸合适的鞋底夹层插楔插入鞋底夹层内。接着在步骤106，将带有加热有延展性的活性化区的特殊设计的鞋装配到可调节鞋楦10上。在步骤108，将带鞋楦的鞋置于活性化室内。在步骤110，在活性化室内使带鞋楦的鞋活性化。在步骤110期间，在作出一定量的处理之后调节鞋楦的校正机构使活性化区域的材料呈现可塑性。于是，将鞋楦的尺寸调节到合适的配合规格。进一步处理带鞋楦的鞋以固定鞋的活性化区并因此固定宽度尺寸。在步骤112，从活性化室取出经处理的鞋和鞋楦。在步骤114中，使所述经处理的、带鞋楦的鞋经受冷却处理，这种冷却处理或通过室温冷却或通过任选的冷却设备实现，以“固定”鞋上
7的活性化区。冷却后，在步骤116，从鞋中取出鞋楦，然后在步骤118，完成鞋的定制尺寸控制。下面将描述测量参数。随后将描述该系统的其他主要部件，之后描述用于测量足部的子程序和装置以及使用测量数据计算鞋楦的调节设定位置和鞋底夹层插楔的尺寸。定制适配的首要系数是被用来设定(set)所使用的鞋底夹层插楔的调节和确定鞋底夹层插楔的尺寸。图9a的示意图分别用L和R表示左脚和右脚，而图9b是右脚R的横向侧视图，它们示出了需获取的主要测量数据。足部的总长度(FL) 36是从大拇趾到足跟的尺寸。球状体(ball)长度(BL) 38是从足跟到足中部球状体的尺寸。足宽(W)40是从足中部球状体到足横向球状体的尺寸。球状体围长(G)42是围绕与足部的中部球状体和横向球状体相交的足部周圈(circumference)的尺寸。足背围长(IG)44是在足部最窄的宽度处围绕足部的周圈尺寸。在本发明中，所有这些尺寸均以毫米计，当然也可使用任何其他系统。可用各种足部测量工具获得穿用者足部的基本数据。图10示出了用来测量长度和宽度的一种简单的足部测量工具30的实例。这类足部测量工具是2002年5月四日提交的美国专利申请序列号10/159，961和2002年12月11日提交的美国专利申请号 10/316，117的主题，这些文件的全部内容作为参考加入本申请中。当然，还可用任何其他类型的线性测量工具，例如，使用传统的Brarmock 装置。较复杂的测量装置是三维足部扫描仪48。这种扫描仪具有围绕足踝的角环(angle collar)，以阻断扫描室与环境光。本发明使用了可从市场上购得、由位于日本Osaka的 I-Ware Laboratory Co.，Ltd制造的足部扫描仪。I-Ware足部扫描仪的说明和技术条件被列举于I-Ware的网站(www. iwl. jp)上，其亦作为参考加入本申请中。一旦将足部放置在扫描室内扫描表面上并关闭盖，扫描仪自动检测作为测量基础的参考点的足部的足跟、足趾、中部球状体和横向球状体。这些尺寸优选以毫米计，而这些测量数据被用来计算在可调节鞋楦10上的定制鞋楦设定位置(setting)和用于鞋底夹层的合适的鞋底夹层插楔。图 9a和9b示出的测量是通过对足部自动进行电子扫描而获得的，可用任何传统的标准方法 (reference means)如不同的名称或可识别的数字储存这些测量数据。如图25所示，在本发明中可使用包括使用测量数据来计算适当的调节设定位置的软件的单独的计算机C或扫描仪的机载(onboard)计算机。计算机显示器优选显示测量尺寸和计算出的结果。定制鞋适配系统的另一部件是如图11示意地示出并在图12-13d中示出了细节的红外线(IR)活性化室50。如图11示意地示出的那样，将顶活性化室50设计成将一对带鞋楦的鞋容纳于左和右活性化区内。图11示意地示出了一个这种活性化区的一些部件，在该区域内三个红外线灯52a、52b和52c被定位在带鞋楦的鞋周围，高温计53被定位在鞋的足趾区域上方。灯元件和高温计被联结到控制器M，该控制器联结到计算机，以便控制灯元件的加热和处理鞋的暴露时间的长短。图12示出了活性化室50的外部。为清晰起见，切开的视图即图13a_13d示出了带有遮住的或未示出的各种元件的活性化室50。在图12和13a-13d中，顶活性化室50具有两个活性化区域，这些附图集中示出了用于右脚的鞋的那个区域，以便更详细地示出内部部件。图13a-13d所示出的活性化室的内部部件将用5000序号的附图标记表示。在这些附图中，所示出的活性化室放有未装上鞋的可调节鞋楦10，但是，应理解的是，将鞋楦插入顶活性化室内时，鞋楦应带有装于其上的鞋。如图12所示，活性化室50的外壳包括后壁5002，该后壁设有槽5004，将带鞋楦的鞋放置到适当位置时鞋楦10可通过该槽伸出。槽5004同时也延伸穿过活性化室50的顶壁5006的一部分。侧壁5008包括用于风扇5012的通风口 5010。前壁5014和基底5016 完成活性化室的外壳。图13a为活性化室的前视图，图中卸掉了前壁5014以显示内部部件。图13b是活性化室的切开的透视图，其卸去了顶壁和所有侧壁。图13c与图1 类似，但是在放有带鞋楦的鞋的活性化区上未示出主支架5018，以便更仔细地示出内部部件。图13d与图13c类似，但卸去了横向和足背灯，以便更仔细地示出支撑带鞋楦的鞋的承载部件。下文将参考图13a_13d更详细地描述左侧的活性化区，应理解的是其是另一侧活性化区的镜像。为使附图更清楚，标注出了另一活性化区内的相应元件。在外壳内侧，每个活性化区由三个有边的支撑支架5018限定。主支架5018包括限定出槽5004的内部部分的鞋楦停放元件5019。鞋楦停放元件5019包括开关或其他类型的检测机构，该机构与鞋楦底座12上的锁销11相互作用以确认鞋楦在活性化室内的适当位置并使活性化室工作。主支架5018还支撑处于主支架和外壳壁之间的风扇5012。另外，主支架5018如下所述地支撑灯安装支架用于横向灯5022的灯支架5020、用于足背灯50 的灯支架50 、和用于中部灯5030的灯支架5(^8。所述室还包括多个高温计，它们连接到控制系统，用于测量带鞋楦的鞋的至少两个区域内的红外线辐射。因此，主支架5018包括支撑足背高温计5034的足弓高温计支架5032和支撑侧向高温计5038的侧向高温计支架5036。灯或加热器502250 和5030通过它们各自的支架被安装到主支架5018上。可将两个加热器的安装部分设计成可对加热器的位置进行调节。这种调节有利于对用于活性化室内的不同尺寸的鞋楦的加热器位置进行微调。如果三个加热器中的两个是可调节的， 通常可将第三加热器保持不动并维持最佳转向。如图所示地安装高温计5034和5038，以便根据鞋的活性化区的温度向控制系统提供反馈。可根据这些读数通过计算机来控制所述过程。在附图所示的活性化室的此实施例中，足背灯和中部灯被固定地安装在活性化室中，而横向灯被安装成可运动，以使三个灯能处于处理带鞋楦的鞋时的最佳位置。足背和中部灯由来自足背高温计的反馈控制，横向灯由来自横向高温计的反馈控制。可将固定的灯和高温计定位成为尺寸的宽广系列提供处理覆盖范围。横向灯5022和足背高温计5034的运动由鞋楦的尺寸控制。如前所述，将带鞋楦的鞋定位在活性化室内时，鞋楦底座12具有与处于鞋楦停放元件5019上的开关嵌合的锁销11。将较小的鞋楦更深地插入鞋楦停放元件5019内，致使可运动的灯和高温计准确定位。初期使较大的鞋楦的锁销与鞋楦停放元件 5019上的开关嵌合，借此使可运动的灯和高温计准确定位。以可运动的或固定形式的安装灯和高温计的任何组合都落入本发明的范围内。如图1 中清楚地看到的那样，活性化室50装有一些风扇5012，以使该室通风。 最靠近后壁的风扇还包括管道5013。风扇5012通过在外壳的侧壁上的开口 5010进行通风。用于支撑带鞋楦的鞋的承载部分5040被定位在靠近所述室的基底的位置并通过一组两个连杆机构5042联接到基底5016。连杆机构5042能使承载部分上下运动。承载部
9分5040由在纵向凸缘5046之间延伸的一系列平行轴5044组成，这些轴为带鞋楦的鞋提供了支撑表面。图13a示出了鞋楦底部和承载部分之间用于容纳被装配到鞋楦上的鞋的鞋底的厚度的空间。如果鞋装于鞋楦上，鞋的鞋底应停放在承载部分上。将带鞋楦的鞋插入活性化室内时，在对鞋面进行处理时由于不应使鞋的鞋底夹层和鞋底这些热塑性元件暴露于红外线辐射中，必须保护也被称为工具(tooling)的鞋底夹层和鞋底元件免受处理。为了保护所述工具，活性化室50设有一系列安排在目标区域内的防护部分或硅刷5048。沿主支架的侧面通过在横向侧面上的轴夹50M和在中部侧上的夹 5056分别联接有横向挡板(plate shield) 5050和中部挡板5052。每个挡板支撑棒5058， 棒上可转动地安装有刷5048。刷5048被可转动地安装，致使带鞋楦的鞋被放置在目标区域内时这些刷能被凸轮带动抵靠工具的表面，以保证工具受到完全保护。硅刷的运动被耦合到连杆机构5042，使承载部分的运动依赖于刷的运动。在这种情况下，通过硅刷的凸轮作用可容纳不同尺寸的鞋。为了确保只在将带鞋楦的鞋放置在承载部分5040上时才施以顶辐射，本发明采用了至少一个安全装置鞋和活性化室配备有适配的射频(RF)识别(ID)标签，使得在将带有适当的RF ID标签的鞋放置在活性化室中时，活性化室才能启动。图13a示出安装在承载部分5040下方的基底5016上的RF ID读数器5060。这可防止对不是为可调节的鞋楦和定制适配系统设计的鞋进行热处理。另一安全装置是处于鞋楦停放元件上的开关，只在鞋和鞋楦被置于室中时，该开关才可能与鞋楦底座上的锁销嵌合，以使活性化室工作。当然， 也可将开关和锁销组合类型定位在活性化室或承载部分的任何地方，在该处用于处理的鞋和鞋楦的放置能够导致开关关闭且使活性化室工作。图14中示出了鞋60，其被特别设计成用来装配到可调节的鞋楦上，然后通过热处理控制尺寸而制造成单一宽度的形式并具有形成用于接收穿用者的足部的空腔的鞋面62、 联接到鞋面上的鞋底夹层64、及具有与地接触的外表面的外底66。这些部件中的每一个被加工成能提高定制适配系统的效能。鞋面62由任意数量的材料构成，其中很多材料是制鞋业中常用的，例如，皮革、织物、工程用织物等。鞋面62的某些部分由可被“加热固定(heat set)”到一定尺寸的特殊材料构成。这类材料是加热可延展的材料。广义地说，加热有延展性性是指材料或者在经受热处理时延展或在经受热处理时收缩的能力。如果在加热时材料伸展，可将鞋制造成宽度最窄。反之，如果材料在加热时收缩，可将鞋制成为相对较宽的单一的一种宽度。本说明书的其余部分将涉及带有活性化区的且加热可延展以伸展适配的鞋面，当然，本公开内容也包括相反的、即鞋可以是“收缩适配”的。图14所示出的鞋60中， 用阴影线描绘的区域是由加热有延展性的材料构成的活性化区68。所示出的鞋60是可被用于这里所描述的定制适配系统的鞋的很多可能的变型中的一个实例。所示出的具体的鞋带有处于前足区的活性化区，当然，设计成带有处于鞋面上其他地方的活性化区的鞋也在本发明的范围内。例如，鞋可带有处于足背区内的活性化区，特别是如果其具有不同的鞋带系统或完全不带鞋带系统而类似于懒汉鞋那样的鞋。活性化区优选由能延展以适配于可调节鞋楦上的聚酯隔网材料(spacer mesh material)构成。这类材料在顶活性化室内受到顶辐射时，其将被加热固定到可调节鞋楦的设定位置 (setting)，因此获得鞋楦的宽度/围长尺寸。可以对聚酯材料进行预处理来提高性能或改善热处理。以这种方式，可根据从扫描足部获得的尺寸计算出的鞋楦的设定位置而定制适
10配于个别人的足部的鞋面62。至于活性化室和鞋，虽然这里详细描述的实施例是指顶活性化室以及可通过顶进行处理的材料制成的相应的鞋的部分，但使用其他可能的处理方式和相应的材料也落入本发明的范围内。活性化室可使用其他形式的能量，而鞋的活性化区可由对活性化室中使用的能量敏感的并可由在活性化室中使用的能量处理的材料构成。例如，如果活性化室使用微波辐射，鞋的活性化区的材料可由受微波辐射延伸或收缩然后被固定的材料构成。如果材料对于非常低的温度敏感并可在非常低的温度下进行处理，则可设计适合的活性化室对带鞋楦的鞋进行冷处理。图21示出了算法200，该算法根据原始足部测量数据计算鞋的尺寸并使用了以下公式。为美国的男士的鞋(匪S)所提供的NIKE尺寸按以下公式计算
Γ πH，， FL(mm) - 279.4NMS = 1133 + ------
8.46对于女鞋的美国尺寸，NIKE女鞋尺寸(NWS)按以下公式计算
Γ π ,rrrra , η FL(mm) "279.4MF^ = 12.83 + ------
8.46所得到的尺寸舍入成最接近的半号。虽然在这里详细描述了美国尺寸控制系统，可以理解的是用于其他尺寸系统中计算尺寸的适当的公式也落入本发明的范围内。例如，可使用用于计算欧洲尺寸的公式来代替计算美国尺寸的公式。在这种定制适配系统中，每种鞋的尺寸为单一的一种宽度，即，提供最窄的宽度。 一旦通过这种方式确定了鞋的尺寸，就可选择尺寸合适的鞋并将鞋装于可调节鞋楦周围。 由于鞋面的宽度调节系数以鞋底夹层的宽度调节系数为基础，鞋面的宽度和/或围长调节的讨论需要鞋的鞋底夹层和外底元件以及它们各自的调节进行说明。除了鞋面外，还对鞋底夹层64进行调节以与个别人的足部适配。鞋底夹层64包括可互换的插楔以调节宽度并提供与鞋面配合相应的定制适配。图15-17中示出了优选的插楔形状。插楔的尺寸定为可根据插入的插楔尺寸来调节鞋底夹层的宽度。鞋底夹层插楔的概念在2004年5月14日提交的普通转让的美国专利申请10/146，480中已详细描述，该申请的全部内容作为参考加入在本说明书中。参考图15-17，可将鞋底夹层插楔70设计成配合于形成在鞋底夹层64内的内侧鞋底夹层空腔72。使插楔70具有与空腔的形状适配的形状。正如在这些附图中所看到的那样，鞋底夹层插楔70具有复杂的形状，包括带有一系列钩状部分(key)82的纵向脊部80，所述钩状部分沿横向延伸并与脊部呈相对关系。每个钩状部分82具有主干84和垂直于主干延伸的锁定臂86。锁定臂86具有自由端，该自由端带有面向脊部的锁定端表面88。鞋底夹层空腔72被成形为具有适配的结构部分(features) 以稳固地将鞋底夹层保持在适当位置，特别是当鞋底夹层如因突然停顿而被剪切力加载、 穿用者的足部在鞋内可能急促地(cutting)或方向改变地运动时仍需将鞋底夹层保持在适当位置。在相邻的钩状部分82之间设有与脊部成形为一体的锁定块90，以便在插楔和鞋底夹层64之间提供另外的防滑动界面。锁定块可以为任何形状，图中示出的是普通的半球形。
在鞋底夹层插楔70的下侧沿脊部80的是向下下垂的纵向舌部92，该舌部被设计成与外底的纵向褶74配套嵌合，以便提供再一个确保鞋底夹层处于适当位置的结构元件。鞋底夹层插楔的尺寸确定鞋底夹层本身的宽度调节。尺寸越大，则鞋底夹层越宽。 图22示出了用于计算鞋底夹层插楔尺寸的算法300。首先，NIKE男鞋的宽度(NMW)计算如下NMW被舍入到最接近的整号。鞋底夹层插楔尺寸=NMW+3在本发明中，鞋底夹层插楔尺寸被控制成分别与宽度B、C、D、E和EE相应的1、2、 3、4 或 5。采用前面的公式，可选择适合的尺寸确定的鞋底夹层插楔70并将其插入鞋底夹层64中以提供鞋的宽度调节的一个方面。利用鞋底夹层插楔的尺寸通过可调节鞋楦上的中部/横向调节刻度盘可对鞋面的宽度进行调节。中部/横向调节刻度盘22具有与鞋底夹层插楔尺寸1、2、3、4、或5相应的标记。因为对于大多数人来说鞋底夹层插楔尺寸和中部 /横向调节相同，对这些均一系数进行的是默认调节(default adjustment)。也就是说，如果用2号鞋底夹层插楔尺寸，应将中部/横向调节刻度盘设定为2。如果鞋底夹层插楔的尺寸是3，应将中部/横向调节刻度盘设定为3，依此类推。但是，有些足部尺寸不在这种正常范围内，可通过将周圈球状体围长和线性宽度进行比较提供可使用的比率，以确定是否需要进一步校正和调节。例如，个别人的足部既宽又薄。也就是说与宽度尺寸较大相比，围长尺寸较小。反之，有些人的足部较窄但较厚。也就是说与较小的宽度尺寸相比，围长尺寸较大。可用以毫米计测得的围长与测得的宽度的比率确定是否应将中部/横向调节刻度盘设定成小于或大于所计算得到的鞋底夹层插楔尺寸。图23示出了用于这种计算的算法400，并应用了下面的公式来计算鞋面宽度调节系数(OTAF)否则，UWAF =插楔尺寸图9中的尺寸40和42是中部球状体和横向球状体上的相同点交叉处足部的球状体围长和宽度尺寸。因此，如果球状体围长与宽度的比率乘以2. 47是在1. 0的5%的范围内的话，UWAF与插楔尺寸相同。如果围长与宽度的比率乘以2. 47超过5%的容许范围， UffAF等于插楔尺寸加一或减一，以提供附加程度的调节。在本发明中，将调节刻度盘标记成与蘑菇状部分的位置相应的数值。例如，刻度盘设定位置“1”相应于蘑菇状部分被拉入并与主体12邻接的最窄的宽度。较大的刻度盘设定位置相应于蘑菇状部分延伸远离主体的递增位置。这里所描述的实施例包括刻度盘设定位置1-5，而设定位置5相应于蘑菇状部分延伸远离主体12的最宽的延伸。至于在可调节的鞋楦上的两个调节刻度盘，对于大多数人来说，如果横向/中部 NMW
3.18(^+ (9-ΛΜ^)-99.56 4.76调节刻度盘和足背调节刻度盘被设定为与鞋底夹层插楔尺寸相应的相同数值，鞋的配合将非常完美。当然，对于附加程度的调节而言，也可独立于横向/中部调节蘑菇状部分来调节足背调节蘑菇状部分。图M示出了用于这种计算的算法500并应用以下公式来计算足背调节系数(IAF)若^^x2.47)<0.95则 IAF =插楔尺寸-I若^^x2.47)>1.05则 IAF =插楔尺寸 +1否则，IAF =插楔尺寸足背围长是指在最瘦小部分的足部的周圈，而宽度是指从中部球状体到横向球状体的线性尺寸，如图9中的尺寸40和44。与UWAF类似，IAF是指用于控制足背蘑菇状部分的整个位置的调节刻度盘20上的刻度。IAF的默认值与插楔尺寸相同，因此其可为大多数人提供正确的配合。如果采用微小的足背调节，调节系数只在足背围长与足背宽度的比率乘以2. 45超过1.0的5%的范围时才起作用。否则IAF与插楔的尺寸相同。如果足背围长和宽度的比率乘以2. 45超过了 5%的容许范围，IAF等于插楔尺寸加一或减一，以提供附加程度的调节。与鞋底夹层允许宽度调节一起，鞋的外底也需容许鞋底夹层和鞋面的宽度调节以便为足部提供稳定的基底。本发明的定制适配的鞋使用了于2004年5月21日提交的美国专利申请10/850,453中所描述的纵向裂开的和起褶的外底，该文件的全部内容作为参考包含在本说明书中。图18示出了纵向裂开的外底一个实例，其示出了带有纵向裂口或褶74 的踩在脚下的花纹。图25以概述的形式示意地示出了定制适配系统的主要部件，其包括计算机C、足部扫描仪48、顶活性化室50、可调节鞋楦10、及任选的冷却单元76。如上所述，计算机C优选指被连接到足部扫描仪48以收集足部测量数据的独立的标准(standalone)计算机。该计算机也可随扫描仪携带或为任何其他部件。计算机储存测量数据并对尺寸、宽度、鞋底夹层插楔尺寸、宽度和围长调节进行计算。计算结果显示在计算机的显示器上。将本系统的其他部件连接到计算机也落入本发明的范围。例如，可将顶活性化室连接到计算机，使热处理过程全部或部分由计算机控制。类似地，可将可调节足形的鞋楦设计成直接连接到计算机并使调节自动完成。如下所述，还可将任选的冷却单元76连接到计算机，以便自动控制整个冷却过程。还应注意的是，术语“计算机”包括单一的一台计算机或能够实现所述功能的多台计算机。下文将结合上面描述的所有部件描述定制适配鞋的过程。独立的计算机与系统的所需部件联结并完成以下操作储存用标识符标记的穿用者的测量数据，计算各种尺寸和调节系数，以及显示计算后的结果。也可以将这些功能编程于上述扫描仪的随仪携带的计算机程序中或系统的其他任何部件中。还可将标识符和测量数据储存在数据库中，使可通过采用储存的测量数据代替再次进行测量，以便为同一穿用者反复购买作准备。于2000年11月11日提交的普通转让的美国专利申请09/721，445号和于2003年9月30日提交的美国专利申请10/675，237号、 于2005年3月31日公布的现在的公布号为20050071242描述了一种利用网络中的这样的数据库的定制鞋的方法和系统，这些文献的内容作为参考结合于本说明书中。可将这两份在先申请中所描述的方法和系统与本发明的可调节的鞋楦和系统结合使用。为了简化，下面的描述涉及一只脚和一只鞋，但应理解的是，应对穿用者的两只脚进行测量和/或扫描步骤，且左脚的鞋和右脚的鞋两者应以相同的方式定制适配。对每只鞋都应进行计算和对鞋楦和鞋进行热处理。再次参考图9C，该图是整个方法的总览图，第一步是以毫米为单位测量足部以收集原始测量数据。在图9C和20中步骤100通过线性测量工具或扫描仪收集至少图9中所示出的尺寸。将测量数据储存在计算机内并用如穿用者的名字之类的标识符或其他标识别符作出标记。然后，步骤102中计算机利用测量数据根据在图21-M中所示出的算法200、 300、400、和500中详细描述的子程序计算鞋底夹层插楔尺寸和鞋楦设定位置。一旦计算出鞋的尺寸、鞋底夹层插楔尺寸、UffAF和IAF，在步骤104将合适的确定了尺寸的鞋底夹层插楔插入鞋的鞋底夹层中。然后在步骤106将鞋装配到可调节的鞋楦上。然后在步骤108，将鞋和鞋楦置于红外线活性化室内。如前面描述的那样，鞋和活性化室具有相配的RF ID标记，以保证只将合适的鞋置于所述室内时才启动该室。再者，该室可以具有另外的物理安全装置，例如平台上的开关，以确保在合适的鞋和鞋楦未就位前不激发红外辐射。然后，进行步骤110，在红外活性化室内对鞋和鞋楦进行热处理。在该步骤中，鞋的活性化区被加热处理直到它们呈现可塑性。一段时间后，根据对宽度和围长的计算调节鞋楦的刻度盘。对带有调节了鞋楦的鞋进行加热使其固定到可调节鞋楦允许的尺寸。于是，在本实施例中，可使鞋延展以便适配。在所述室内暴露于红外辐射的准确时间取决于如用于活性化区的材料、活性化区相对于整个鞋面的尺寸等一些系数。对于图14中所示出的鞋来说，可将活性化室设定成在调节鞋楦的刻度盘后两分钟的预热阶段(ramp-up phase)和两分钟的热处理阶段。在热处理循环结束时使所述室自动停止工作。这可由简单的计时机构来控制，或者能够由被联结到活性室的开关的计算机来控制。在一种模式中，将指示器灯应用于活性化室，使其在预热阶段后亮，以指示应转动鞋楦上的刻度盘。在另一种模式中，计算机显示器可指示何时应设定刻度盘。还可以通过将鞋楦的刻度盘可操作地连接到计算机，将计算出的值作为电压输出到伺服机构，在热处理过程中该伺服机构可在最佳时机自动调节刻度盘。如上所述，用于鞋的活性化区的优选材料是聚酯隔网材料，而辐射循环的精确设定将取决于材料的熔点。在这里所描述的实施例中，被称为预热时间的第一热处理的红外辐射循环持续约两分钟并将活性化区的温度提高到观0° F至360° F之间。被称为均热 (soak)或保持阶段的第二处理在温度稳定地保持在观0° F至360° F之间的情况下持续大约两分钟。在均热或保持阶段后，通常有三十秒的窗口时间来将校正机构设定到期望的设定位置。然后停止顶辐射，而将鞋留在所述室内大约一分钟，以将它们充分冷却到可安全地触摸它们。热处理之后，在步骤112，从活性化室中取出鞋和鞋楦并使其冷却。在室温下，应使鞋和鞋楦至少冷却二十分钟。为了加速冷却过程，可将鞋和鞋楦放置在一个风扇或多个风扇的通道中，或置于图25所示的被设定在32° F到42° F的制冷单元76内。在这些制冷温度下，冷却步骤只需要两到五分钟。出于市场效应的原因，制冷单元优选具有玻璃的前面，以展示刚完成的鞋和强调鞋冷却时鞋的定制。
在步骤116中，无论是通过风扇、制冷单元还是置于室温下冷却后，将鞋从鞋楦中取出。在步骤118中完成尺寸控制。根据几分钟前进行的测量将完成的鞋定制地适配于穿用者的足部。如果穿用者感觉鞋不如期望的那样合适，可再次实施处理过程，以便重新处理鞋。在本实施例中，由于可使鞋面延展以便适配，如果穿用者的足部跨过两个宽度尺寸，在进行第一次处理时，应使用两个宽度中较小的宽度。如果在第一次处理后，鞋太贴脚的话， 则可进一步延伸到下一个宽度尺寸。当然，若将鞋设计成用热处理使鞋收缩来适配的话，则可通过相反的方式来完成。即，第一次重复是使用较宽的宽度，而若配合太松的话，第二次重复则可实现将鞋收缩到下一个减小的宽度尺寸。以这种方式本发明的定制适配系统可提供快速定制。通过现有系统和方法所完成的适配是只通过订货在定制的鞋楦上制作定制的鞋而获得鞋的过程。此过程不仅耗费时间，而且对于批量生产的市场来说也是非常昂贵的。定制适配方法的这些步骤可在一处完成或者也可在多处完成，对于一处来说，最好是所有设备都可得到的零售店，在这里对买者(他/她)的足部进行扫描并等待购买定制的鞋。对于多处来说，则可有多种不同情况。一种可能性是在第一处、例如零售店实施足部扫描步骤，然后将足部测量数据传输到第二处，在第二处真正选择鞋，将鞋装在可调节足形的鞋楦上，然后在活性化室内进行处理。第二处可以是制造厂或分销商处。可将成品鞋直接送到穿用者处或送回到零售商处以便取走。另一种情况是使穿用者在他们自己家里或另一私人场所获得他们的足部尺寸数据，再将数据传输到第二处来完成鞋。这种情况的一个简单的实例是穿用者使用手动测量装置，然后通过电话、传真或邮件定单来传输数据。 较复杂的实例是在网络上的计算机之间或互联网上实现数据交换，其中可采用如美国专利 6，879，945号中所公开的系统和方法。因此，美国专利6，879，945的全部内容作为参考加入本说明书中。本领域技术人员可以理解的是，可将此处公开的用于完成各种计算的软件包含在本说明书所公开的单独的计算机中，或包含在随扫描仪携带的计算机中。单独的计算机优选可控制过程的所有方面并具有用于储存所获得的测量数据的独立的数据库。另外，单独的计算机可提供用于显示方法的各步骤的以及计算结果的多种选择。单独的计算机还可提供更多的输入和输出自动进行这里描述的过程的某些步骤或所有步骤。再次参考可调节的鞋楦，除了附图中示出的中部、横向和足背蘑菇状部分外，还可将可调节的鞋楦设计成带有附加的调节蘑菇状部分。例如，为了容纳特殊的足部几何形状或解剖学特征，例如姆囊炎，可将可调节鞋楦设计成具有附加蘑菇状部分，以使为个别人的足部提供的成品鞋内具有空间。对进一步实施此实例而言，由于很多人的足部中部侧具有明显的姆囊炎，可将可调节的鞋楦设计成在中部侧具有附加跖骨蘑菇状部分来容纳姆囊炎。附加蘑菇状部分的其他实例为用来形成方形鞋头区域的鞋头蘑菇状部分，以及用来调节足跟宽度的足跟蘑菇状部分。附加蘑菇状部分的组合也落在本发明的范围内。广义地说， 由于可在鞋楦的任何数量的部位上设计任何数量的蘑菇状部分以提供另外的调节参数，这可简单地称为附加蘑菇状部分。据此，本发明的描述集中在本发明的定制适配系统方面。本发明的原理的其他的应用是为特定的运动，例如跑步、篮球或网球生产定制尺寸的运动鞋。通常将运动鞋设计成用于特定的运动或特定的类别。由于运动要求鞋与穿用者的足部在更大范围内能理想地适配，很多制造商为不同种类的鞋使用不同的鞋楦。当定制一类鞋时，如上所述的本发明系统的主要部件和方法的主要步骤通常相同，主要区别只在于可调节的鞋楦本身。可广义地认为可调节的鞋楦带有可互换蘑菇状部分的底座以提供定制的适配。可将蘑菇状部分设计成除确定尺寸外受鞋楦影响的鞋的部分具有特定的形状或几何形状。单一的一种鞋楦主体可配有不同的蘑菇状部分，以顾及一类鞋的不同几何形状。例如，可用单一的一种鞋楦主体与一套蘑菇状部分一起来生产跑鞋，而与第二套蘑菇状部分一起来生产篮球鞋。在这种情况下扩展本发明的系统和方法的应用可降低系统的库存需求。不必为每类鞋提供一套鞋楦主体，单一的一套鞋楦主体可与不同套的调节蘑菇状部分一起使用。
虽然描述了本发明的各种实施例，显然，本领域技术人员还可以提出更多的实施例和应用实例，这些实施例亦落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种包括鞋面、鞋底夹层和外底的鞋，所述鞋的所述鞋面包括至少一个由加热可延展的材料构成的活性化区，以提供定制宽度和围长的适配。
2.如权利要求1所述的鞋，其中，所述活性化区处于所述鞋的鞋头区域以提供定制的宽度调节。
3.如权利要求2所述的鞋，其中，所述活性化区由聚酯隔网材料构成。
4.如权利要求1所述的鞋，其中，所述鞋底夹层包括可互换的鞋底夹层插楔，以便通过改变所述插楔的宽度来提供所述鞋底夹层的宽度调节。
5.如权利要求1所述的鞋，其中，所述外底包括纵向裂口以提供用于所述鞋底夹层和插楔的各种宽度尺寸的稳定基底。
6.一种包括鞋面、鞋底夹层和外底的鞋，所述鞋的所述鞋面包括至少一个活性化区，该活性化区由对所施加的能源敏感而能成为可塑性并在施加能量时被固定的材料构成，以提供定制的宽度和围长的适配。
7.如权利要求6所述的鞋，其中，所述活性化区基于施加红外线辐射而呈现可塑性并在冷却时固定。
8.如权利要求7所述的鞋，其中，所述活性化区处于所述鞋的鞋头区域以提供宽度调节。
9.如权利要求8所述的鞋，其中，所述活性化区由聚酯隔网材料构成。
全文摘要
一种用于为个别穿用者定制适配的运动鞋的系统，其包括足部测量装置、可调节的足形鞋楦、及红外线活性化室。每种长度尺寸的单一宽度的鞋的鞋面至少一部分由加热有延展性的材料构成，以定制适配的宽度。利用足部尺寸数据计算长度尺寸、宽度尺寸及一些定制调节系数。计算出长度尺寸后，将相应尺寸的鞋和鞋楦组装在一起并对其进行红外线辐射直到所述加热有延展性的材料呈可塑性为止。然后根据调节系数对鞋楦进行调节以提供定制的宽度尺寸。在进一步热处理以固定鞋面并使之冷却后，鞋被完成。在这种情况下，如果在零售商处设定调节位置，可在几分钟内为穿用者定制适配的鞋。
文档编号A43B3/00GK102188069SQ20111011750
公开日2011年9月21日 申请日期2006年8月9日 优先权日2005年8月12日
发明者克里斯托弗·S·库克, 布鲁斯·J·基尔戈, 詹姆斯·梅希特 申请人:耐克国际有限公司