本实用新型涉及一种智能加工设备，尤其涉及一种智能矫正鞋垫加工装置。
背景技术：
足部是人体的根基，但由于日程生活中错误的行走跑步姿势、穿着不合适的鞋或某些先天遗传因素的原因，常会造成足部韧带的损伤或骨骼的变形，导致异常步态或病理步态的形成，严重影响人们的身体健康。
为了矫正异常步态，通常采用穿着矫正鞋或矫正鞋垫的方法进行足部矫形，以将日常行走和运动的中的步态调整至趋于正常的位置，以减轻或避免异常步态对人体健康的损害。
传统的足部矫正方法，通常为统计临床数据并加以分析，依据统计和分析的结果生产出多种不同调整类型的矫形鞋垫，再将矫形鞋垫固定于鞋内的夹层中，通过矫形鞋垫对人体足部进行支撑和限位夹持，避免使用者行走时发生足弓变形或足跟偏斜的情况，从而达到物理矫正步态的效果。
但是，传统的足部矫正鞋垫通常需要专门的生产车间进行制作。首先，根据临床统计和分析得到的数据确定待加工的矫正鞋垫的类型，以及每种类型的矫正鞋垫的尺寸和规格；依据确定的尺寸规格进行石膏取模、灌模、修模，得到矫正鞋垫的模具；最后通过模具制作矫正鞋垫，并加以修剪，得到成型的矫正鞋垫。这种传统的制作方法过程复杂，制作周期长，且生产效率低，对操作人员的技能和经验要求较高。此外，由于不同个体之间存在明显的形体和运动习惯等差异，通用的矫正鞋垫无法充分适应不同的个体，不能满足使用人群的个性化需要。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种智能矫正鞋垫加工装置，能够满足不同个体的不同需求，且操作简便，制作周期短，加工精度高。具体技术方案如下：
一种智能矫正鞋垫加工装置，包括：前端扫描装置，前端扫描装置包括实时动态捕捉装置，实时动态捕捉装置扫描人体足底形貌并获得足底形貌的点云数据；数据处理模块，数据处理模块设置在前端扫描装置之后，点云数据由前端扫描装置处传输至数据处理模块，数据处理模块对点云数据进行预处理和特征识别；模型建立模块，模型建立模块设置在数据处理模块之后，经数据处理模块处理后的数据传输至模型建立模块，模型建立模块根据数据进行建模；制作加工装置，制作加工装置设置在模型建立模块之后，制作加工装置根据模型建立模块建立的模型加工矫正鞋垫。
进一步，制作加工装置包括工作台，工作台上固定设置有夹持机构，夹持机构的上方设置有铣削装置，铣削装置固定设置在滑动组件上，滑动组件可在夹持机构上方运动，以带动铣削装置对夹持在夹持机构上的材料进行加工。
进一步，滑动组件与工作台活动连接，滑动组件上设置有运动控制装置，运动控制装置控制滑动组件在第一方向、第二方向和第三方向上运动。
进一步，滑动组件包括第一滑动组件、第二滑动组件和第三滑动组件，铣削装置固定设置在第二滑动组件上，第二滑动组件活动设置在第一滑动组件上，第一滑动组件活动设置在第三滑动组件上。
进一步，第三滑动组件包括龙门支架，龙门支架架设在工作台的上方，龙门支架的底部固定连接有滑动连接块，滑动连接块与工作台下方的滑动杆件滑动相连，第一滑动组件活动连接在龙门支架的上端。
进一步，滑动组件包括滚珠丝杠和丝杠螺母，滚珠丝杠活动连接在滑动组件上，丝杠螺母套设在滚珠丝杠外部，并且可沿滚珠丝杠的轴向方向做往复运动。
进一步，包括滑杆和滑块，滑杆固定连接在滑动组件上，滑杆与滚珠丝杠平行设置，滑块套设在滑杆外部，并且可沿滑杆滑动。
进一步，滚珠丝杠一端设置有驱动装置，驱动装置固定设置在滑动组件上，驱动装置可驱动滚珠丝杠绕自身中轴线旋转。
进一步，夹持机构包括底座，底座固定设置在工作台上，底座上方设置有夹持台，夹持台与底座通过转轴活动连接，夹持台可绕转轴做旋转运动。
进一步，夹持台的中部为镂空结构，加工材料的表面可通过镂空结构露出。
本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置，有效地解决了矫正鞋垫定制过程复杂、制作周期长的问题，操作简单，提高了矫正鞋垫的定制效率，降低了生产成本；且制作加工单元工作时，刀具可自动从四个维度对毛坯材料进行加工，提高了矫正鞋垫的加工精度，实现了加工流程无人化。
附图说明
图1为本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置的结构示意图。
图2为本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置制作加工单元的立体图。
图3为本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置制作加工单元的后视图。
图4为本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置制作加工单元的仰视图。
具体实施方式
为了更好地了解本实用新型的目的、功能以及具体设计方案，下面结合附图，对本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置作进一步详细的描述。
如图1所示，本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置包括前端扫描单元、数据处理单元、模型建立单元、制作加工单元、处理控制单元和交互通信单元，具体如下：
前端扫描单元可自动扫描人体足底的形貌，获得足底形貌的点云数据，并将点云数据传输至下一处理单元。具体的，前端扫描单元可采用Kinect、3D体感摄影机或实时动态捕捉设备等能够采集人体足底形貌的设备或装置。
数据处理单元设置在前端扫描单元后，前端扫描单元获得的点云数据传输至数据处理单元，数据处理单元对点云数据进行预处理及特征识别。其中，预处理可包括精简分布较为稀疏的点云、对数据点云进行整合、对原始数据点云做配准处理等；特征识别包括找到点云数据所对应的足底的特征点和关键点，如足弓最高点、足跟内侧与外侧的最高点等。具体的，数据处理单元可采用geomagic等数据加工软件对点云数据进行处理。
模型建立单元设置在数据处理单元后，数据处理单元将数据传输至模型建立单元处，模型建立单元依据数据进行数模重建及曲面造型。具体的，模型建立单元可采用Imageware、Solidworks等建模软件进行矫正鞋垫建模。
制作加工单元设置在模型建立单元后，制作加工单元根据数据处理单元及模型建立单元处理后的数据进行刀具路径规划或编辑3D打印程序，并通过精雕机等加工设备或3D打印机加工制作矫正鞋垫。
处理控制单元分别与前端扫描单元、数据处理单元、模型建立单元、制作加工单元以及交互通信单元相连接，控制各单元的工作状态及运行顺序。处理控制单元可通过交互通信单元与外部设备相连接，如通过手机、计算机等外部设备获得智能矫正鞋垫的加工信息，并对处理控制单元进行指令修改和运行调控。
进一步，如图2所示的本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置的制作加工单元的实施例，包括工作台1，工作台1的上表面为栅格状的台面11，用于制作矫正鞋垫的毛坯材料在台面11处进行加工，以制成矫正鞋垫。
工作台1上还设置有龙门支架2，龙门支架2呈拱门状，架设在工作台1的上方。
具体的，如图4所示，工作台1的下部设置有第三滚珠丝杠63，第三滚珠丝杠63的两端通过滚轴与工作台1活动连接，第三滚珠丝杠63可绕自身的中轴线做旋转运动。第三滚珠丝杠63的两侧对称且平行地设置有两根第三滑杆62，第三滑杆62与工作台1固定连接。两根第三滑杆62和第三滚珠丝杠63所在的平面平行于台面11。
龙门支架2的下部固定设置有第三滑动组件61，第三滑动组件61滑动套设在第三滑杆62和第三滚珠丝杠63上，且可沿第三滑杆62和第三滚珠丝杠63的轴向方向往复运动。本说明书中将第三滑杆62和第三滚珠丝杠63的轴向方向定义为Y轴方向。
具体的，第三滑动组件61包括第三丝杠螺母66，第三丝杠螺母66与第三滑动组件61固定连接；第三丝杠螺母66通过螺纹结构与第三滚珠丝杠63套设在一起，且可沿第三滚珠丝杠63的轴向方向运动。第三丝杠螺母66的两侧对称设置有两个第三滑块65，第三滑块65与第三滑动组件61固定连接；第三滑块65套设在第三滑杆62上，可沿第三滑杆62滑动。
第三滚珠丝杠63的一端固定设置有第三电机64，第三电机64可驱动第三滚珠丝杠63绕自身的中轴线转动。由于第三丝杠螺母66与第三滚珠丝杠63通过螺纹结构相互连接，当第三滚珠丝杠63转动时，第三丝杠螺母66可沿第三滚珠丝杠63的轴线方向运动。
进一步，如图2所示，龙门支架2的上端设置有第一滚珠丝杠43，第一滚珠丝杠43的两端通过滚轴连接在龙门支架2竖直的两个侧边部之间，第一滚珠丝杠43可绕自身的中轴线做旋转运动。第一滚珠丝杠43的上下两侧对称且平行地设置有两根第一滑杆42，第一滑杆42与龙门支架2固定连接。第一滑杆42和第一滚珠丝杠43的轴线方向垂直与Y轴方向。
第一滑杆42和第一滚珠丝杠43上滑动套设有第一滑动组件41，第一滑动组件41可沿第一滑杆42和第一滚珠丝杠43的轴向方向做往复运动。本说明书中将第一滑杆42和第一滚珠丝杠43的轴向方向定义为X轴方向。
进一步，同上述第三滑动组件61的结构类似，第一滑动组件41包括第一丝杠螺母，第一丝杠螺母与第一滑动组件41固定连接；第一丝杠螺母通过螺纹结构与第一滚珠丝杠43套设在一起，且可沿第一滚珠丝杠43的轴向方向运动。第一丝杠螺母的两侧对称设置有两个第一滑块，第一滑块与第一滑动组件41固定连接；第一滑块套设在第一滑杆42上，可沿第一滑杆42滑动。
第一滚珠丝杠43的一端固定设置有第一电机44，第一电机44可驱动第一滚珠丝杠43绕自身的中轴线转动。由于第一丝杠螺母与第一滚珠丝杠43通过螺纹结构相互连接，当第一滚珠丝杠43转动时，第一丝杠螺母可沿第一滚珠丝杠43的轴线方向运动。
进一步，第一滑动组件41上还设置有第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠的两端通过滚轴与第一滑动组件41的上下两侧壁板活动连接，第二滚珠丝杠可绕自身的中轴线做旋转运动。第二滚珠丝杠的两侧对称且平行地设置有两根第二滑杆，第二滑杆与第一滑动组件41的上下两侧壁板固定连接。第二滑杆和第二滚珠丝杠的轴向方向垂直于X轴和Y轴方向。
在第二滑杆和第二滚珠丝杠上活动套设有第二滑动组件51，第二滑动组件51可沿第二滑杆和第二滚珠丝杠的轴向方向往复滑动。本说明书中将第二滑杆和第二滚珠丝杠的轴向方向定义为Z轴方向。
同上述第三滑动组件61的结构类似，第二滑动组件51包括第二丝杠螺母，第二丝杠螺母与第二滑动组件51固定连接；第二丝杠螺母通过螺纹结构与第二滚珠丝杠套设在一起，且可沿第二滚珠丝杠的轴向方向运动。第二丝杠螺母的两侧对称设置有两个第二滑块，第二滑块与第二滑动组件51固定连接；第二滑块套设在第二滑杆上，可沿第二滑杆滑动。
第二滚珠丝杠的一端固定设置有第二电机52，第二电机52可驱动第二滚珠丝杠绕自身的中轴线转动。由于第二丝杠螺母与第二滚珠丝杠通过螺纹结构相互连接，当第二滚珠丝杠转动时，第二丝杠螺母可沿第二滚珠丝杠的轴线方向运动。
进一步，如图2和图3所示，第二滑动组件51上固定设置有铣削装置7，位于铣削装置7下方的工作台1上设置有夹持机构3，夹持机构3用于夹持待加工的矫正鞋垫毛坯材料，铣削装置7可对固定在夹持机构3上的矫正鞋垫毛坯材料进行铣削加工。
优选地，用于夹持矫正鞋垫毛坯材料的夹持机构3为可旋转的夹持机构。如图2所示，可旋转的夹持机构3包括底座32，底座32与工作台固定连接，以固定夹持机构3。
具体的，底座32呈倒置的拱门状，包括水平设置的底板和竖直设置的两块侧板。其中，底板与工作台1的台面11固定连接，两块侧板竖直设置在底板的两端。
可旋转的夹持机构3还包括夹持台31，夹持台31用于放置制作矫正鞋垫的毛坯材料。夹持台31为矩形的框架结构，中部呈镂空状，毛坯材料位于夹持台31上时，毛坯材料的表面可通过镂空露出。
夹持台31通过转轴33连接在底座32的两块侧板的上端，可绕转轴33转动。当夹持台31处于水平位置时，夹持台31与底座32之间留有转换空间，夹持台31可在转换空间内绕转轴33做0度-180度的旋转运动，以使矫正鞋垫的毛坯材料翻转。
底座32的侧板上固定设置有第四电机34，第四电机34控制转轴33转动，以带动夹持台31在底座32上转动。当铣削装置对矫正鞋垫毛坯材料的上表面加工完毕后，第四电机34可控制夹持台31翻转，使矫正鞋垫毛坯材料的下表面朝向铣削装置，以使铣削装置可以对鞋垫的下表面做进一步加工。
由于第一滑动组件41、第二滑动组件51和第三滑动组件61可分别沿X轴、Z轴和Y轴方向往复滑动，则铣削装置7可在X轴、Z轴和Y轴方向运动以加工毛坯材料，且夹持台31可翻转，则铣削装置7也可加工毛坯材料的下表面，因此加工制作装置可以在空间内四个维度上对矫正鞋垫的毛坯材料进行加工制作，无需人工干预。
综合上述说明，对本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置的工作过程进行阐述：
1、将足底放入扫描区域，通过操作交互通信单元开启处理控制单元，处理控制单元控制前端扫描单元自动扫描并识别足底形貌，获得点云数据，并将获取的点云数据传递至数据处理单元。
2、数据处理单元自动对点云数据进行预处理和特征识别，并将处理后的数据传递至模型建立单元。
3、模型建立单元根据数据进行建模及曲面造型，进行模型修整。
4、制作加工单元根据数据处理单元及模型建立单元处理后的数据进行刀具路径规划，刀具可在四个维度上对待加工的毛坯材料进行加工，以得到定制的矫正鞋垫。
本实用新型的智能矫正鞋垫加工装置，有效地解决了矫正鞋垫定制过程复杂、制作周期长的问题，操作简单，提高了矫正鞋垫的定制效率，降低了生产成本；且制作加工单元工作时，刀具可自动从四个维度对毛坯材料进行加工，提高了矫正鞋垫的加工精度，实现了加工流程无人化。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。