专利名称：一种脚型测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制鞋领域，特别涉及一种用于给被测者测量脚型， 以制造最适合被测者的脚型测量装置。
背景技术：
鞋业市场在我国是一个非常巨大而且稳定的市场，目前整个制鞋 工业都是基于标准鞋楦生产鞋子。但是每个人的脚型除了大小尺寸不 相同之外，脚掌与地面接触的受力区域不同，分为三种高脚弓，约 占30%人群；扁足弓，约占60%人群；标准脚型，约占10%人群。根
据受力区域的不同，每个人鞋子的磨损情况也不同。市面上的已经基 于标准鞋楦生产的鞋子不能适合每个顾客的需要。而在市面上开展的 定制业务普遍采用借助游标卡尺、踩印盒、巻尺等工具测量，人工记 录，效率较低，精度亦受到限制。
目前，国外的三维扫描仪相对来说技术比较完善，但是价格比较
昂贵，基本都需要几十万。比如英国的Shoemaster与AIST合作生产 的3D扫描仪，真正达到在几秒钟内完成对脚各个部位的实时3D扫描， 不需要数据的后处理，其体积较小，携带方便，但结构复杂，成本高。 国内的昆山多威专业运动鞋研发中心与清华大学精密仪器系联合开 发研制的无接触式激光三维足型扫描仪，可以和数控鞋楦机床相连接，实现足型扫描鞋楦设计与制作一体化；还有浙江大学与奥康集团
联合研制的量脚定鞋机，基于CAD计算机辅助设计的系统，利用数字 化技术，把三维制鞋CAD系统与脚型测量系统集成，使用该量脚定鞋 机时，只要把脚放在机器上十几秒钟。但是由于技术复杂、价格高的 原因，上述国内技术还是无法产业化。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种脚 型测量装置，具有扫描速度快、结构简单、价格便宜、精度高的特点。
本实用新型的技术方案是这样实现的:本实用新型包括一支架5，
支架5的底部配置一站立平台8，支架5的两侧分别对称地配置有光 源发生装置2和14以及图像获取装置1、 3、 13和15，站立平台8 上配置有液晶片12，光源发生装置2和14以及图像获取装置1、 3、 13和15与步进电机7的动力输出轴相配置，液晶片12、光源发生装 置2和14、图像获取装置1、 3、 13和15以及步进电机7的信号控 制端均通过接口装置与一计算机相连接。
图像获取装置1、 3分别布置在光源发生装置2的两侧，图像获 取装置13、 15分别布置在光源发生装置14的两侧，图像获取装置1、 3和光源发生装置2固定在站立平台8 —侧的丝杠螺母9上，图像获 取装置13、 15和光源发生装置14固定在站立平台8另一侧的丝杠螺 母9上，两丝杠螺母9分别与站立平台8两侧的丝杠4和11相配置， 丝杠4和11均与步进电机7的动力输出轴相连接。
所述的液晶片2为随体温变化的感温式可逆液晶片。所述的丝杠4和11分别通过同步带6和10与步进电机7的动力
输出轴相连接。
所述的图像获取装置l、 3、 13和15均是CCD摄像机。 被测量者赤脚站在液晶片2上，液晶片2覆盖在站立平台8上， 脚掌与其接触区域变色，即可获得足底部的图像，通过测量获取需要 的数据。同时利用光源发生装置2和14产生的光切面与脚表面产生 一条亮光带，通过CCD摄像机摄取，经计算机处理获得脚的二维轮廓 信息。计算机向歩进电机7发出运动控制命令，两丝杠4和11匀速 转动，丝杠螺母9带动控制光源发生装置2和14和图像获取装置1、 3、 13和15沿导杆16和17水平、匀速移动，将按一定时间间隔扫 描的脚表面的二维截面轮廓组合起来，即可获取脚的三维轮廓信息， 将这些数据通过接口装置传送给计算机数据采集系统，数据采集系统 装载有应用软件系统，具有数据处理功能，经过数据处理输出需要的 脚型数据。液晶片2随着温度下降，恢复原色，可反复使用，不仅符 合当今的环保要求，而且可以降低测量装置的成本价格，有利于推广 使用。本实用新型体积小、重量轻、操作简单、价格便宜、精度较高。
图l是本实用新型的结构主视图。 图2是本实用新型的结构俯视图。 图3是脚底部数据测量方法示意图。 图4是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步的阐述。
如图1、 2所示，本实用新型包括一支架5，支架5的底部配置 一站立平台8，支架5的两侧分别配置有导杆16和17，站立平台8 上配置有液晶片12，导杆16和17上分别对称地滑套有光源发生装 置2和14以及图像获取装置l、 3、 13和15，图像获取装置l、 3分 别布置在光源发生装置2的两侧，图像获取装置13、 15分别布置在 光源发生装置14的两侧，图像获取装置1、 3和光源发生装置2固定 在站立平台8—侧的丝杠螺母9上，图像获取装置13、 15和光源发 生装置14固定在站立平台8另一侧的丝杠螺母9上，两丝杠螺母9 分别与站立平台8两侧的丝杠4和11相配置，丝杠4和11分别通过 同步带6和10与步进电机7的动力输出轴相连接。液晶片12、光源 发生装置2和14、图像获取装置1、 3、 13和15以及步进电机7的 信号控制端均通过接口装置与一计算机相连接。
液晶片12为可逆感温液晶片，覆盖在站立平台8表面。图像获 取装置1、 3、 13和15均为CCD摄像机，图像获取装置1和3与光源 2呈45°角对称放置；图像获取装置13和15与光源14呈45。角对 称放置。
如图4所示，本实用新型的工作原理是
首先通过对三维空间中已知的物体进行拍摄，根据采集到的二维 图像中的像素坐标位置，计算出每个图像获取装置的内外参数。液晶片12位于站立平台8表面，可供被测者站立其上，被测者脚 掌与其接触时受热变色，但液晶片遇到激光不会变色，可以清楚显示 脚掌的尺寸大小以及受力的区域，完成脚底的测量。测试左右脚各用
一张液晶贴片。测量方法及关键点如图3所示，脚长为A1A2之间的 距离；趾宽，即脚宽为C说'之间的距离。采用的感温液晶贴片 为可逆的，当温度降低后则复原，可重复利用。人的脚包括三种常见 的脚掌受力区域形状平板足即整个足迹都可以印上、低脚弓/标准 脚型即印迹有比较适当的空白、高脚弓即足弓太高而接触不到，从而
有大面积的空白。由于脚掌受力区域不同，鞋底的磨损情况不同，对 比专门的受力区域形状指示部，可以针对个人特定的情况采取某些措 施来增强鞋子的舒适性。脚在踩到液晶片12的同时，光源发生装置 2和14产生的激光的光切面与脚表面产生一条亮光带，通过图像获 取装置l、 3、 13和15摄取，经计算机处理即可获得脚的二维轮廓信 息。丝杠4和11通过同步带6和10分别与减速步进电机7相连，控 制系统向步进电机7发出运动控制命令，丝杠4和11产生匀速转动， 丝杠螺母9带动光源发生装置2和14、图像获取装置l、 3、 13和15 分别沿导杆16和17水平匀速移动。正方向扫描一次，然后再反方向 扫描一次，随着脚的表面起伏变化，形状，曲率在不断的变化，将一 定间隔的二维截面轮廓组合起来，即可获取脚表面的三维轮廓信息， 将这些数据通过接口装置传送给计算机的数据采集系统，数据采集系 统装载有应用软件系统，具有数据处理功能，经过数据处理输出需要 的脚型数据。后期将得到的完整的三维脚型数据通过鞋楦生成软件，得到适合被测者的鞋楦，送入数字刻楦机按照规格刻楦，加工生产适 合被测者个人的鞋子，满足其舒适度的要求。
制鞋和制楦长度以及肥瘦方面的主要依据是脚长、趾围的大小， 而且直接影响了鞋子的舒适性。脚长属于长度尺寸，可以从液晶贴片 显示的图像中直接测量得出，而趾围就需要从图像获取装置采集的图 像中得出。
另外，图3中，A1A2为第2脚趾正中直线，且为脚长；B1C1为脚 趾端点处直线，且B1C1丄A1A2;B3C3为脚后跟处直线，且B3C3丄A1A2; B2为第1跖趾关节凸点，C2为第5跖趾关节凸点，直线C2C2 ' 〃 B2B2 ' 〃A1A2， C2 ， B2 '之间的距离为脚宽。
权利要求1、一种脚型测量装置，包括一支架(5)，支架(5)的底部配置一站立平台(8)，其特征在于，支架(5)的两侧分别对称地配置有光源发生装置(2)和(14)以及图像获取装置(1)、(3)、(13)和(15)，站立平台(8)上配置有液晶片(12)，光源发生装置(2)和(14)以及图像获取装置(1)、(3)、(13)和(15)与步进电机(7)的动力输出轴相配置，液晶片(12)、光源发生装置(2)和(14)、图像获取装置(1)、(3)、(13)和(15)以及步进电机(7)的信号控制端均通过接口装置与一计算机相连接。
2 、根据权利要求1所述的脚型测量装置，其特征在于，图像获 取装置(1)、 (3)分别布置在光源发生装置(2)的两侧，图像获取 装置(13)、 (15)分别布置在光源发生装置(14)的两侧，图像获取 装置(1)、 (3)和光源发生装置(2)固定在站立平台(8) —侧的丝 杠螺母(9)上，图像获取装置(13)、 (15)和光源发生装置(14) 固定在站立干台(8)另一侧的丝杠螺母(9 )上，两丝杠螺母(9 ) 分别与站立平台(8)两侧的丝杠(4)和(11)相配置，丝杠(4) 和(11)均与步进电机(7)的动力输出轴相连接。
3 、根据权利要求1或2所述的脚型测量装置，其特征在于，所 述的丝杠(4)和(11)分别通过同步带(6)和(10)与歩进电机(7 ) 的动力输出轴相连接。
4、根据权利要求l所述的脚型测量装置，其特征在于，所述的液晶片(2 )为随体温变化的感温式可逆液晶片。
5、根据权利要求1或3所述的脚型测量装置，其特征在于所述的图像获取装置(1)、 (3)、 (13)和(15)均是CCD摄像机。
6、根据权利要求1或2所述的脚型测量装置，其特征在于，所述的图像获取装置1和3与光源2呈45°角对称放置。
7 、根据权利要求1或2所述的脚型测量装置，其特征在于，所述的图像获取装置13和15与光源14呈45°角对称放置。
专利摘要一种脚型测量装置，包括一支架，支架的底部配置一站立平台，两侧对称地配置有光源发生装置以及图像获取装置，站立平台上配置有液晶片，光源发生装置、图像获取装置与步进电机的动力输出轴相配置，液晶片、光源发生装置、图像获取装置和步进电机的信号控制端均通过接口装置与一计算机相连接。被测量者赤脚站在液晶片上，即可获得足底部的图像数据，同时利用光源发生装置和图像获取装置可获取脚的三维轮廓信息，将这些数据传送给计算机，计算机经过数据处理输出需要的脚型数据，具有体积小、重量轻、操作简单、价格便宜、精度高的特点。
文档编号A43D1/02GK201252878SQ200820030050
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年8月25日
发明者刘建平, 堃 王, 董继先 申请人:陕西科技大学