足底及足型的扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种足底及足型的扫描方法，通过布置多个压力传感器在支撑板底部，任意的压力传感器在支撑板受力变化下输出唯一，当足部接触支撑板后，取得压力传感器输出的压力信号得到压力值，随后根据所有的压力传感器输出的压力值取得支撑板各侧的压力值，压力差值，总压力值，并根据足底各区域的压力值进行力学计算取得足底各区域的受力值。本发明专利技术还公开了一种使用该足底及足型的扫描方法的扫描装置，包括机体和设置在机体上表面的支撑板，支撑板与机体之间设置有至少三个压力传感器，本发明专利技术旨在于提供一种可以实时观察足底的压力值和受力值的测量方法和设备。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及足底及足型的扫描方法。

技术介绍

在鞋类自动化制造流程中，使用足部扫描装置获取人的足部三维信息是至关重要的。只有准确而快速的获取到足部压力状态下的三维图像数据，才能准确的生成足底的三维数据，以制造出鞋底。
现在的激光、白光、红外等光源的非接触三维扫描技术相对成熟。不少国内外公司推出了基于各种三维扫描技术的三维足底或足型的扫描仪，例如单足的足底三维扫描、双足的足底三维扫描、单足的足型三维扫描以及双足的足型旋转式三维扫描等。
上述的三维扫描技术均是基于光学扫描进行实现，其主要使用相机获取图像，完成深度计算，恢复足型的三维信息，且其均需要足部接近或接触扫描仪上的一块透明支撑板。透明支撑板下面，有光学扫描部件获得足底的三维信息。透明支撑板可用玻璃、亚克力、聚碳酸酯等各种透明材料制成。
当然对于需要扫描整个脚部足型的足型扫描仪，上部会有光学扫描部件获得足上部的三维信息，通过三维曲面拼接，得到整个足型的三维模型。
实际上如果不需要足底的三维模型，仅需要足上部的三维模型，也可以不使用透明支撑板，而使用任何不透明的板材。仅扫描三维足型，是有多种原理和方法。此处以示例说明一种方法，通过扫描足上部的三维模型，并以标准三维足型模版为依据，采用标准三维足型模版变形的方式，推断足底和足型的三维模型。
另外，在扫描过程中足部可以不承重，也就是接近但不接触支撑板；也可以是半承重，也就是接触支撑板但不把全身重量放上去；也可以是全承重，也就是接触支撑板并把全身重量放上去。足部在受力状态下，相对于不受力会发生形变。不同的受力状态下，三维足型会有较大不同。
三维足型的一个重要用途，是定制各种鞋类以增加舒适度。或者定制矫形鞋、足底矫形鞋垫、足踝矫形器（AFO）等各种医疗矫形器具。现有的足底和足型扫描仪，都不能测量和记录扫描过程中足部的受力状况。获取扫描时的足部受力情况，能帮助判断个体的差异，从而制作更舒适的鞋子或效果更好的矫形器具。例如，平足（足弓塌陷）有两种情况。一种是硬平足（RigidFlatFoot），无论是否受力，足弓都是平的。另一种是软平足（FlexibleFlatFoot），不受力则足弓存在，受力后足弓塌陷。扫描足型可以计算三维足弓，但无法获取足部受力信息。

技术实现思路

本专利技术的目的是克服或减缓至少上述缺点中的部分，特此提供一种一种足底及足型的扫描方法，
（1）布置多个压力传感器在支撑板底部，任意所述的压力传感器在支撑板受力变化下输出唯一；
（2）足部接触支撑板后，取得所述压力传感器输出的压力信号得到压力值；
（3）根据所有的压力传感器输出的压力值取得支撑板各侧的压力值，压力差值，总压力值；
（4）根据（2）中的足底各区域的压力值进行力学计算取得足底各区域的受力值。
优选地，于（3）中，
将所有压力传感器的压力信号相加，得到总压力值；
将位于支撑板左侧的压力传感器的压力值相加，得到左侧的总压力值；
将位于支撑板右侧的压力传感器的压力值相加，得到右侧的总压力值；
将位于支撑板前侧的压力传感器的压力值相加，得到前侧的总压力值；
将位于支撑板后侧的压力传感器的压力值相加，得到后侧的总压力值；
将位左、右两侧的总压力值相减，得到左、右侧的总压力差值；
将位前、后两侧的总压力值相减，得到前、后侧的总压力差值。
通过各个压力传感器的读数之间的数学运算，还可以获得其他的压力值或压力差值。
优选地，于（4）中，取得：
所述足底的总受力值；
所述足底前半部分的受力值；
所述足底后半部分的受力值；
所述足底内半部分的受力值；
所述足底外半部分的受力值；
所述足底第一跖趾关节区域的受力值；
所述足底第五跖趾关节区域的受力值；
所述足底后跟区域的受力值。
优选地，所述足底前半部分的受力值和所述足底后半部分的受力值，是通过沿足底长度方向中线切分足底区域来计算受力状态的方式取得。
优选地，所述足底内半部分的受力值和所述足底外半部分的受力值，是通过沿足底横向中线切分足底区域来计算受力状态的方式取得。
优选地，所述足底第一跖趾关节区域的受力值、所述足底第五跖趾关节区域的受力值以及所述足底后跟区域的受力值，是通过将足底切分第一跖趾关节区域、第五跖趾关节区域以及足底后跟区域来计算受力状态的方式取得。
优选地，足底总受力值等于压力传感器总压力值。
本专利技术还公开了一种使用上述足底及足型的扫描方法的扫描装置，包括机体和设置在机体上表面的支撑板，支撑板与机体之间设置有至少三个压力传感器。
优选的，所述机体的四周设置有至少一个用于对支撑板进行加热的热风喷头。
优选的，所述支撑板的表面或内部设置有至少一个用于对支撑板进行加热的加热装置。
本专利技术旨在于，在三维扫描之前，可以取得足底压力值和受力值的某些或全部数值，达到某个特定的标准，然后再进行三维扫描。因为可以实时观察足底的压力值和受力值，就能调整足在支撑板上的放置方式，被扫描者主动将承重向某个方向倾斜，或者由操作人员用手将脚掰到某个姿态。这样就能帮助了解和诊断某些足部的生理状态，并且赋予三维足型更强的可比性。
附图说明
现在将参照所附附图更加详细地描述本专利技术的这些和其它方面，其所示为本专利技术的当前优选实施例。其中：
图1为本实施例的一种测量设备；
图2为本实施例的一种足底切分方式；
图3为本实施例的另一种足底切分方式；
图4为本实施例的第三种足底切分方式。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本实施例选用的扫描仪为单足底三维扫描仪，可使用如图1所示的设备进行测量，包括机体2和设置在机体2上表面的透明的支撑板1，支撑板1与机体2之间设置有六个压力传感器3，机体2上表面中部设置有扫描区域4，六个压力传感器3均匀设置在扫描区域4四周，机体2的前后左右分别设置有一个用于对支撑板1进行加热的热风喷头5，支撑板1的内部设置有用于对支撑板1进行加热的加热丝，该单足底三维扫描仪连接电脑或计算设备使用，具备一个用于显示压力传感器3扫描得到的压力值和计算得到的受力值的显示装置，该压力值和受力值通过数字或图像方式显示和表达在显示装置上。
根据图2至图4取得1.取得每个压力传感器的压力值；2.将所有传感器的压力值相加，得到总压力值；3.将左侧压力传感器的压力值相加，得到左侧的总压力值；4.将右侧压力传感器的压力值相加，得到右侧的总压力值；5.将前侧压力传感器的压力值相加，得到前侧的总压力值；6.将后侧压力传感器的压力值相加，得到后侧的总压力值；7.将左右侧的总压力值相减，得到左右侧的总压力差值；8.将前后侧的总压力值相减，得到前后侧的总压力差值。9.通过各个压力传感器的读数之间的数学运算，还可以获得其他的压力值或压力差值。10.足底的总受力值11.足底前半部分受力值12.足底后半部分受力值；13.足底内半部分受力值1；4.足底外半部分受力值；15.足底第一跖趾关节区域的受力值；16.足底第五跖趾关节区域的受力值；17.足底后跟区域的受力值。\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种足底及足型的扫描方法，其特征在于，(1)布置多个压力传感器在支撑板底部，任意所述的压力传感器在支撑板受力变化下输出唯一；(2)足部接触支撑板后，取得所述压力传感器输出的压力信号得到压力值；(3)根据所有的压力传感器输出的压力值取得支撑板各侧的压力值，压力差值，总压力值；(4)根据(2)中的足底各区域的压力值进行力学计算取得足底各区域的受力值。

【技术特征摘要】
1.一种足底及足型的扫描方法，其特征在于，
(1)布置多个压力传感器在支撑板底部，任意所述的压力传感器在
支撑板受力变化下输出唯一；
(2)足部接触支撑板后，取得所述压力传感器输出的压力信号得到
压力值；
(3)根据所有的压力传感器输出的压力值取得支撑板各侧的压力
值，压力差值，总压力值；
(4)根据(2)中的足底各区域的压力值进行力学计算取得足底各
区域的受力值。
2.根据权利要求1所述的一种足底及足型的扫描方法，其特征在于，
于(3)中，
将所有压力传感器的压力信号相加，得到总压力值；
将位于支撑板左侧的压力传感器的压力值相加，得到左侧的总压力
值；
将位于支撑板右侧的压力传感器的压力值相加，得到右侧的总压力
值；
将位于支撑板前侧的压力传感器的压力值相加，得到前侧的总压力
值；
将位于支撑板后侧的压力传感器的压力值相加，得到后侧的总压力
值；
将位于左、右两侧的总压力值相减，得到左、右侧的总压力差值；
将位于前、后两侧的总压力值相减，得到前、后侧的总压力差值。
通过各个压力传感器的读数之间的数学运算，还可以获得其他的压
力值或压力差值。
3.根据权利要求2所述的一种足底及足型的扫描方法，其特征在于，
于(4)中，取得：
所述足底的总受力值；
所述足底前半部分的受力值；
所述足底后半部分的受力值；
所述足底内半部分的受力值；
所述足底外半部分的受力值；

【专利技术属性】
技术研发人员：饶勃，谢祖林，师微，师汉民，
申请(专利权)人：师汉民，
类型：发明
国别省市：湖北;42