一种全接触式鞋垫定制方法与流程

本发明涉及一种全接触式鞋垫定制方法，属于三维图形分析处理技术领域。

背景技术：

近年来，随着生活水平提高以及人们对健康更加重视，越来越多的人选择了运动健身，为提高运动成绩和避免运动损伤，定制化运动用品日益受到人们的青睐。定制鞋垫在欧美发达国家较为流行，国内定制鞋垫研究起步较晚，自动化程度交底，限制了定制鞋垫产能，导致定制鞋垫价格昂贵。现有技术中定制三维全接触式鞋垫通常采用石膏模型制作方法，需要对足部用石膏绷带取阴型、石膏阳型修型，再经高温处理和手工敲制完成，耗费大量人力物力，且加工时间长、成本高，难以大规模推广；采用三维扫描设备能够实时扫描并重建物体的三维模型，结合cad等三维图形建模软件，根据用户脚部模型定制鞋垫，但该方法需专业人员操作，因而限制了其推广应用的范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种全接触式鞋垫定制方法，包括如下步骤：

设计鞋垫标准模型；

获取用户的脚部三维模型；

根据鞋垫标准模型和脚部三维模型，定制全接触式鞋垫。

进一步地，所述鞋垫标准模型和脚部三维模型均为数字模型，鞋垫标准模型包括若干个，若干个鞋垫标准模型的尺码互不相同，所述尺码包括30―46码。

进一步地，根据鞋垫标准模型和脚部三维模型，定制全接触式鞋垫，包括：

在鞋垫标准模型中选取适配鞋垫标准模型，适配鞋垫标准模型的尺码与脚部三维模型的大小相适应；

根据适配鞋垫标准模型和脚部三维模型，获取鞋垫模型；

根据鞋垫模型，定制全接触式鞋垫。

进一步地，根据适配鞋垫标准模型和脚部三维模型，获取鞋垫模型，包括：

将适配鞋垫标准模型与脚部三维模型纵向对齐，并使脚部三维模型下表面沉入鞋垫标准模型上表面；

对适配鞋垫标准模型与脚部三维模型进行布尔运算，用适配鞋垫标准模型对脚部三维模型进行求差，获取初步处理的鞋垫模型；

对初步处理的鞋垫模型上表面执行网格光滑处理操作，获取鞋垫模型。

进一步地，根据鞋垫模型，定制全接触式鞋垫，包括：

基于鞋垫模型生成脚本文件；

启动脚本文件，以驱动生产加工机器按鞋垫模型在底料上加工，获取全接触式鞋垫初品；

对全接触式鞋垫初品进行处理，获取全接触式鞋垫。

进一步地，对全接触式鞋垫初品进行处理，包括：去除全接触式鞋垫初品上的毛边。

进一步地，所述生产加工机器包括三维打印机或雕刻机。

进一步地，所述底料包括eva。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：能够通过改变鞋垫标准模型的样式以实现鞋垫不同的功能；利用本发明设计的鞋垫可以与用户的脚底全接触，减小用户脚底压力，穿着舒适；本鞋垫定制方法速度快，操作简单，降低了人力投入以及研制定制鞋垫的成本。

附图说明

图1是本发明具体实施方式流程图；

图2是本发明具体实施方式所述用户的脚部三维模型（左脚）示意图；

图3是本发明具体实施方式所述鞋垫标准模型（左脚）示意图；

图4是本发明具体实施方式所述初步处理的鞋垫模型（左脚）示意图；

图5是本发明具体实施方式所述光滑处理后的鞋垫模型（左脚）示意图；

图6是本发明具体实施方式所述三维模型半边数据结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，是本发明具体实施方式流程图，所述方法包括如下步骤：

步骤一，设计鞋垫标准模型，所述鞋垫标准模型为数字模型，鞋垫标准模型包括若干个，若干个鞋垫标准模型的尺码互不相同，所述尺码包括30―46码；

如图3所示，是本发明具体实施方式所述鞋垫标准模型（左脚）示意图。

步骤二，使用三维扫描等三维建模方法，获取用户的脚部三维模型，所述脚部三维模型为数字模型；

如图2所示，是本发明具体实施方式所述用户的脚部三维模型（左脚）示意图。

步骤三，在鞋垫标准模型中选取适配鞋垫标准模型，适配鞋垫标准模型的尺码与脚部三维模型的大小相适应。

步骤四，根据适配鞋垫标准模型和脚部三维模型，获得初步处理的鞋垫模型；

更具体地，首先，手动将适配鞋垫标准模型与脚部三维模型纵向对齐，且使脚部模型下表面（即足底）刚好完全沉入适配鞋垫标准模型上表面；

然后，对适配鞋垫标准模型与脚部三维模型进行布尔运算，用适配鞋垫标准模型对脚部三维模型进行求差，获取初步处理的鞋垫模型；

如图4所示，是本发明具体实施方式所述初步处理的鞋垫模型（左脚）示意图。

步骤五，对初步处理的鞋垫模型的上表面执行网格光滑处理操作，获取鞋垫模型；

更具体地，首先，使用计算机图形学中常用的半边数据结构描述初步处理的鞋垫模型；如图6所示，是本发明具体实施方式所述三维模型半边数据结构示意图，半边数据结构中边e拥有共同端点v0、v1组成，但被分为方向相反的边e1、e2，e1、e2即为边e的半边。若箭头v0指向v1，则v0为半边的起点，v1为半边的终点。边e由两个邻面构成，每个邻面包含三条半边。以顶点v0为例，由v1-v6组成全部邻接顶点；

然后，遍历v0半边结构的全部邻接顶点，并返回该半边指向的邻接顶点（v1-v6）；

再次，将标记点v0的全部邻接顶点v1-v6的空间三维坐标进行求和得到vsmooth三维坐标，并记录邻接的顶点键数（入射边数）n；

接着，依据顶点键数n，邻接点三维坐标求和vsmooth，求取加权平均数，vsmooth=vsmooth/n，得到光滑处理后的三维点坐标vsmooth，并使用vsmooth替换标记点v0原有三维点坐标，完成一次光滑操作；

最后，遍历初步处理的鞋垫模型的上表面中所有三维坐标点，直至结束，经过光滑处理步骤的模型即为光滑处理后的鞋垫模型；

如图5所示，是本发明具体实施方式所述光滑处理后的鞋垫模型（左脚）示意图。

步骤六，将光滑处理后的鞋垫模型交由生产加工机器定制生产，获取全接触式鞋垫，所述生产加工机器包括三维打印机、雕刻机等；

更具体地，首先，基于光滑处理后的鞋垫模型，生成适用于数控雕刻机床的脚本文件；

然后，将用于生产鞋垫的底料安装于雕刻机，启动脚本文件以驱动雕刻机按鞋垫模型在底料上雕刻出鞋垫形状，获取全接触式鞋垫初品；

最后，去除全接触式鞋垫初品上的毛边等多余部分，获取定制的全接触式鞋垫。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。