一种康复鞋垫的制作方法、装置及系统与流程

本发明涉及鞋垫生产技术领域，尤其涉及一种康复鞋垫的制作方法。

背景技术：
鞋垫是鞋里非常重要的组成部分，市面上的鞋垫主要由鞋垫底面、鞋垫表面、鞋垫中部三个部分组成，其为脚部与鞋体接触的直接承压部件，具有分散集中压力的作用，保护脚底安全，很大程度决定了人们在穿着鞋时的舒适度，对于人体脚底的形状，轮廓和曲面变化等，鞋垫所产生的影响非常明显，而且日常生活中人体需要穿着鞋进行活动，从而连续多变地产生不同的步态和脚底形状，所以鞋垫收到脚底的接触非常多变，十分复杂，而目前的鞋垫大多为平面设计、生产，主要有布鞋垫、皮鞋垫、泡沫鞋垫等，并没有针对人体脚部和活动压力变化进行优化设计，对于一些具有足部疾病的患者而言，普通的鞋垫并不能很好的适用。

技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种康复鞋垫的制作方法，其能够结合用户的不同情况和实际参数制定相应的鞋垫。为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：一种康复鞋垫的制作方法，应用于处理器，包括如下步骤：步骤一：采集用户的足部数据，所述足部数据包括通过压力传感器所采集的脚底压力数据以及根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据；步骤二：根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。优选的，所述步骤二具体包括如下子步骤：步骤21：根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型；步骤22：定义该平面模型的大拇指区域所在一侧的边缘为内缘，小拇指区域所在一侧的边缘为外缘，将平面模型的内缘最突出的两点连线，记为直线L，定义足弓部位在内缘的弧形中点为点b，从点b开始往直线L方向作垂线Q并与直线L相交于点a，该垂线Q往平面模型的外缘方向延伸的延长线与外缘相交于点c步骤23：计算点a和点b之间的距离为D1，计算点b和点c之间的距离为D2，之后计算D1与D2的比值；步骤24：根据D1与D2之间的不同比值，结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。进一步优选的，所述步骤24具体包括如下子步骤：步骤241：定义D1与D2之间的比值为X，判断X的所属范围；步骤242：当X>3时，将平面模型的外侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝外，将该外侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；当X≤0.5时，将平面模型的内侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝内，将该内侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；所述平面模型的外侧为宽度在小拇指区域外侧至外缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，所述平面模型的内侧为宽度在大拇指区域外侧至内缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间；步骤243：根据步骤242所得数据结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。本发明的目的之二在于提供一种康复鞋垫的制作装置，其能够实现一种康复鞋垫的制作方法的功能。为实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：一种康复鞋垫的制作装置，包括如下模块：采集模块:用于采集用户的足部数据，所述足部数据包括通过压力传感器所采集的脚底压力数据以及根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据；处理模块：用于根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。优选的，所述处理模块还包括如下子模块：生成模块：用于根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型；标记模块：用于定义该平面模型的大拇指区域所在一侧的边缘为内缘，小拇指区域所在一侧的边缘为外缘，将平面模型的内缘最突出的两点连线，记为直线L，定义足弓部位在内缘的弧形中点为点b，从点b开始往直线L方向作垂线Q并与直线L相交于点a，该垂线Q往平面模型的外缘方向延伸的延长线与外缘相交于点c；计算模块：计算点a和点b之间的距离为D1，计算点b和点c之间的距离为D2，之后计算D1与D2的比值；制作模块：根据D1与D2之间的不同比值，结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。进一步优选的，所述制作模块包括如下子模块：判断子模块：用于判断X的所属范围，定义D1与D2之间的比值为X；设置子模块：用于当X>3时，将平面模型的外侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝外，将该外侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；当X≤0.5时，将平面模型的内侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝内，将该内侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；所述平面模型的外侧为宽度在小拇指区域外侧至外缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，所述平面模型的内侧为宽度在大拇指区域外侧至内缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间；制作子模块：用于根据设置子模块所得的数据结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。本发明的目的之三在于提供一种康复鞋垫的制作系统，包括压力传感器、处理器/电脑和3D打印机；所述压力传感器，用于采集脚底压力数据；所述处理器/电脑，用于根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据以生产鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机；所述3D打印机，用于根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的鞋垫制作方法适用于患有足部疾病的患者，根据采集到的脚底压力数据处理转换成鞋垫不同区域厚度的数据，能够根据不同用户的实际情况制定相应的鞋垫。附图说明图1为本发明的一种康复鞋垫的制作方法的流程图；图2为本发明的一种康复鞋垫的制作装置的模块图；图3为本发明的一种康复鞋垫的制作系统的模块图；图4为本发明实施例的平面模型示意图；图5为本发明实施例一的平面模型示意图；图6为本发明实施例二的平面模型示意图；图7为本发明实施例三的平面模型示意图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：参见图1，本发明提供的一种康复鞋垫的制作方法，其应用于处理器，该处理器可以是成熟的电脑，该制作方法主要包括如下步骤：步骤s1：采集用户的足部数据，所述足部数据包括通过压力传感器所采集的脚底压力数据以及根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据；需要对用户进行鞋垫定制时，用户在压力板上进行行走或站立，该压力板上均匀密布有足够多的压力传感器，压力传感器能够对脚底的压力进行采集，将采集到的脚底压力数据发送至处理器，处理器根据该脚底压力数据能够处理得到足部尺寸数据，例如，用户站立于压力板上，能够检测到有压力的位置即为用户的脚底区域，该脚底所在区域的压力传感器会发送信号至处理器，处理器根据与脚底接触的压力传感器的数量、与脚底接触的压力传感器的位置分布等信息可处理出足部尺寸数据。步骤s2：根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。处理器根据足部尺寸数据得到相应的平面模型，该平面模型是二维的，但根据该平面模型对应的数据可计算得到相关数据，根据计算得到的相关数据可对该平面模型中的不同区域进行设置处理，例如对某区域进行加厚等，当然，只根据平面模型进行处理还不够完善，需要结合脚底压力数据进行处理，例如，平面模型所计算得到的结果为该用户的脚型正常，但通过脚底压力数据分析发现其脚底某个部位受力严重，那么需要在处理时对鞋垫对应该部位的区域进行加厚处理，防止用户在长期行走过程中，该部位发生磨伤等事故。。3D打印机的工作原理是现有技术，在3D打印机的喷头中有多种不同的经过烧结的热塑性材料，3D打印机根据三维模型数据选用烧结后的热塑性材料，3D打印机喷嘴将热塑性材料加热，之后即可打印出鞋垫成品。对于步骤s2而言，其根据不同的平面模型具有不同的处理过程。本实施例的步骤s2具体包括如下子步骤：步骤s21：根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型；步骤s22：参见图4，定义该平面模型的大拇指区域所在一侧的边缘为内缘，小拇指区域所在一侧的边缘为外缘，将平面模型的内缘最突出的两点连线，记为直线L，定义足弓部位在内缘的弧形中点为点b，从点b开始往直线L方向作垂线Q并与直线L相交于点a，该垂线Q往平面模型的外缘方向延伸的延长线与外缘相交于点c步骤s23：计算点a和点b之间的距离为D1，计算点b和点c之间的距离为D2，之后计算D1与D2的比值，即D1/D2；步骤s24：根据D1与D2之间的不同比值，结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。。人在运动时，脚底与地面接触或离开地面时，会产生多种姿态，例如，有人脚跟踏地时与地面接触的是脚跟的内侧(即靠近另一种脚的一侧)，有人是脚跟的外侧，并且，在踏地的过程中会出现不同程度的跟骨向内侧或外侧摆动，当离开地面时，前脚掌会由于塌陷，导致前脚掌与地面之间的作用力太大，导致前脚掌的跖骨头容易产生足茧、疼痛、甚至骨折。根据以上原因，可以通过调整鞋垫局部的厚度、硬度、内部网格密度来进行局部的支撑。相应的，本发明还提供一种康复鞋垫的制作装置，参见图2，其包括如下模块：采集模块:用于采集用户的足部数据，所述足部数据包括通过压力传感器所采集的脚底压力数据以及根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据；处理模块：用于根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。具体的，上述处理模块还包括如下子模块：生成模块：用于根据所采集的足部尺寸数据生成鞋垫的平面模型；标记模块：用于定义该平面模型的大拇指区域所在一侧的边缘为内缘，小拇指区域所在一侧的边缘为外缘，将平面模型的内缘最突出的两点连线，记为直线L，定义足弓部位在内缘的弧形中点为点b，从点b开始往直线L方向作垂线Q并与直线L相交于点a，该垂线Q往平面模型的外缘方向延伸的延长线与外缘相交于点c；计算模块：计算点a和点b之间的距离为D1，计算点b和点c之间的距离为D2，之后计算D1与D2的比值；制作模块：根据D1与D2之间的不同比值，结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。对应于实现本发明的一种康复鞋垫的制作方法，还具备一套硬件设备，下面本发明继续提供一种康复鞋垫的制作系统对该硬件设备进行设备，参见图3，其包括压力传感器、处理器/电脑和3D打印机；压力传感器，用于采集脚底压力数据；该处理器/电脑，用于根据该脚底压力数据处理得到的足部尺寸数据以生产鞋垫的平面模型，根据该平面模型并结合脚底压力数据处理出鞋垫的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机；3D打印机，用于根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。下面，通过不同实施例，对本发明的康复鞋垫的制作方法和装置进行进一步说明：实施例一：本实施例中的步骤s24具体包括如下子步骤：步骤s241：定义D1与D2之间的比值为X，即D1/D2＝X，判断X的所属范围；本发明是通过压力传感器进行数据采集，对于足部而言，具有足弓，是由跗骨、跖骨的拱形砌合，以及足底的韧带、肌腱等具有弹性和收缩力的组织共同构成的一个凸向上方的弓，可分为纵弓及横弓，足弓的主要功能是使重力从踝关节经距骨向前分散到跖骨小头，向后传向跟骨，以保证直立时足底支撑的稳固性。足弓通常向上凸起，因此用户在压力板上行走或站立时，足弓部分并不能接触到压力板，压力传感器并不能检测到该位置的压力数据。当X>3时，说明足弓的范围过大，该用户的足部为高弓足，当3≥X＞1.5时，说明该用户的足部为正常足，当1.5≥X＞1时，该用户的足部为中间型足，中间足型即是介于正常足与轻度扁平足之间的一种足型，当1≥X＞0.67，该用户的足部为轻度扁平足，当0.67≥X＞0.5，该用户的足部为中度扁平足，当0.5≥X时，说明该用户的足弓部位的范围过小，缺乏正常足的足弓部位的中空结构，该用户的足部为重度扁平足。判断X的所述范围落在不同的区间，有对应不同的制定鞋垫的方式，本实施例以高弓足进行说明。步骤s242：参见图5，当X>3时，将平面模型的外侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝外，形成该外侧区域的外缘低于内侧部分，以控制足的内翻，将该外侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；平面模型的外侧为宽度在小拇指区域外侧至外缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，为图4中的A区域；高弓足的患者行走时是前脚掌和后足跟接触地，没有正常的足弓结构，足弓过高，且足跟在行走过程中接触地面的部位为足跟外侧，存在内翻现象，因此应该将鞋垫对应足弓位置的厚度进行加高，并进行高强度的支撑，在足跟增加足部抗内翻控制。步骤s243：根据步骤s242所得数据结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。相应的，本实施例的制作模块包括如下子模块：判断子模块：用于判断X的所属范围，定义D1与D2之间的比值为X；设置子模块：用于当X>3时，将平面模型的外侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝外，形成该外侧区域的外缘低于内侧部分，以控制足的内翻，将该外侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；平面模型的外侧为宽度在小拇指区域外侧至外缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，为图5中的A区域；制作子模块：用于根据设置子模块所得的数据结合脚底压力数据处理得到鞋垫相应的三维模型数据，并将该三维模型数据发送至3D打印机，以使3D打印机根据该三维模型数据打印出相应的鞋垫成品。实施例二：本实施例是对应扁平足用户的鞋垫的制作说明，本实施例与实施例一的区别之一在于，步骤s242为：参见图6，当X≤0.5时，将平面模型的内侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝内，形成该内侧区域中外缘高于内侧部分，能够控制足部在行走时产生外翻现象，将该内侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；所述平面模型的内侧为宽度在大拇指区域外侧至内缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，为图6中的B区域；重度扁平足的患者没有正常的足弓的中空结构，且足跟在行走过程中接触地面的部位为足跟中内侧，存在外翻现象(正常足在行走过程中足跟接触地面的部位为足跟外侧)，因此需要将该类患者的足弓部位进行小强度支撑，并进行足部抗外翻控制。本实施例与实施例一的区别之二在于本实施例的设置子模块用于当X≤0.5时，将平面模型的内侧区域所在平面与水平面之间的夹角设置为2度，该夹角的朝向为朝内，形成该内侧区域中外缘高于内侧部分，能够控制足部在行走时产生外翻现象，将该内侧区域的网格密度设置为其他区域的1至3倍，并将该平面模型对应足弓位置所在区域的厚度调整为预设厚度的一半；所述平面模型的内侧为宽度在大拇指区域外侧至内缘之间，长度在前脚掌与后脚跟之间，为图6中的B区域；实施例三：本实施例对对应正常足但存在足部横弓塌陷的用户的鞋垫制作说明，旨在介绍平面模型如何结合脚底压力数据得到最终的三维鞋垫数据。本实施例中，X＝2，属于正常足的范围内，对足弓部位的厚度为预设厚度，即本发明所提到的预设厚度，即是以正常足为准，其他病患的情况再参加预设厚度进行相关调整，足弓部位的网格密度与其他部位可以一致，参见图7，处理器根据脚底压力数据可分析得知(也可以处理器上具有显示器，根据脚底压力数据之间在平面模型中显示出来，通过不同的颜色标注，不同的颜色代表不同的受力范围)脚底前脚掌中C区域压力过大，代表该用户在行走时是以前脚掌的C区域接触地，受重过大，需要分散此部位压力以坚强局部冲击，相应在制定鞋垫时应将横弓进行加高支撑，在图7所示的D区域中进行高强度的支撑，对该部位的厚度进行增加，并且在D区域的网格密度为其他区域0.5至1倍。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。