一种用于优化足底压力的多功能鞋及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于优化足底压力的多功能鞋，包括鞋底，还包括：位于鞋底上面的鞋底变形装置，以及位于鞋底变形装置上面的定制鞋垫；定制鞋垫用于承受足部压力，其上表面为曲面，其按照人体足底压力分布及足底形状制作；鞋底变形装置用于检知足底压力并辅助定制鞋垫分压。本发明专利技术还公开了一种用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法。本发明专利技术采用定制鞋垫和鞋底变形装置的双层构造形式，以用于优化用户足底压力分布。足底压力分布。足底压力分布。

【技术实现步骤摘要】
一种用于优化足底压力的多功能鞋及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种鞋及其制造方法，特别涉及一种用于优化足底压力的多功能鞋及其制造方法。

技术介绍

[0002]目前，近些年来，随着生活水平的提高，人们对足部的健康越来越关注。足部是支撑整个身体的重要部位，而足底压力是衡量足部健康与否的重要生物力学指标之一。过高的足底压力轻则会使足部感到不适，对足部造成磨损，重则增加引发各类足部疾病的风险。有研究表明，糖尿病足、足底筋膜炎等足部病变与足底压力分布异常有极高的相关性。因此，通过优化足底压力分布可以对这些足部病变进行有效的预防或协助治疗。
[0003]足部的健康和舒适与鞋类的穿用舒适度密不可分。鞋垫是与人体足部直接接触的界面，其最直接的作用是为足部提供基本的支撑与稳定。由于鞋垫的材料与表面形状的不同会改变足底的压力分布，因此，定制鞋垫的出现可以用于预防或治疗足部疾病及损伤的产生。目前市场上用来优化足底压力分布的定制鞋垫大多采用用户的足部形状或者足印作为鞋垫表面的设计形状。采用足部形状作为鞋垫形状的方法虽然能够改变压力分布，但未能考虑足底在与鞋垫接触过程中的不均匀变形，这可能会使患者仍然感到足底不适；而采用足印形状作为定制鞋垫形状的方法，没有充分利用足底压力信息，并且此定制方法工序复杂且耗时，同时也要求设计人员有足够的技术经验。如果鞋垫设计失误，没有修改的机会，只能重复鞋垫的定制过程，造成材料的浪费和成本的提升。除此之外，定制鞋垫和鞋底之间的接触界面变化以及用户在长时间使用定制鞋垫后，足型的变化和鞋垫的变形，均会导致用户足底压力的分布再次发生变化，导致用户足底感到不适。由于市场上的定制鞋垫均为一次定制成型鞋垫，用户在使用一段时间后若感到不适，不得不定期更换定制鞋垫，增加用户的经济负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于优化足底压力的多功能鞋及其制造方法。
[0005]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于优化足底压力的多功能鞋，包括鞋底，还包括：位于鞋底上面的鞋底变形装置，以及位于鞋底变形装置上面的定制鞋垫；定制鞋垫用于承受足部压力，其上表面为曲面，其按照人体足底压力分布及足底形状制作；鞋底变形装置用于检知足底压力并辅助定制鞋垫分压。
[0006]进一步地，鞋底变形装置包括：用于检测足底压力的压力传感器、具有补偿定制鞋垫变形的变形调控模块、用于检测变形调控模块变形调整量的位移传感器、用于控制变形调控模块的微处理器；变形调控模块包括若干个电驱动的伸缩柱；伸缩柱的固定端安装在鞋底变形装置的基底上，伸缩柱的伸缩端与定制鞋垫的底面触接；伸缩柱在微处理器控制下伸缩。
[0007]进一步地，变形调控模块还具有按摩功能；变形调控模块采用双级调节，一级调节用于补偿定制鞋垫的变形，控制伸缩柱伸缩的行程范围为1～3mm；二级调节用于按摩足底，控制伸缩柱伸缩的行程范围为3～10mm。
[0008]进一步地，还包括可视化操作系统，可视化操作系统与微处理器连接，用于与微处理器进行人机交互。
[0009]本专利技术还提供了一种上述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法，该制造方法基于用户足部的三维数据以及用户足底压力分布数据建立定制鞋垫的三维模型；根据理想的足底压力分布数据，对定制鞋垫的三维模型进行优化。
[0010]进一步地，定制鞋垫的三维模型的建立方法包括如下步骤：
[0011]步骤一，建立用于存储用户信息的数据库；
[0012]步骤二，检查用户健康状况，包括足部形态检查、整体姿势检查和足部病症检查；采集用户的性别、年龄、体重、身高、脚码信息，并录入数据库；
[0013]步骤三，使用三维扫描仪采集用户足部的三维数据，进而从用户足部三维数据中分离得到足底三维数据；用户足部三维数据和分离得到的足底三维数据均录入到数据库中；
[0014]步骤四，采用测试鞋垫对用户进行足底压力测试；采集用户足底压力分布数据并录入数据库；
[0015]步骤五，调取测试鞋垫表面参数和对应压力分布数据，建立该用户的压力分布与鞋垫表面参数的映射关系模型；所得映射模型录入数据库中；
[0016]步骤六，根据采集到的用户信息和测量数据，分散足部受力集中点，拟定出理想的压力分布模型；
[0017]步骤七，根据足底压力分布与鞋垫表面参数的映射模型和拟定的理想足底压力分布模型，求解出定制鞋垫表面参数，生成定制鞋垫的三维模型。
[0018]进一步地，测试鞋垫分为匹配不同脚码的测试鞋垫组，每种脚码下的测试鞋垫组有数对表面形状互异的测试鞋垫。
[0019]进一步地，步骤四中，采集用户足底压力分布数据包括用户静止站立下的赤足足底压力分布数据和站立在不同测试鞋垫时的足底压力分布数据。
[0020]进一步地，步骤五中，采用神经网络模型对数据库中已有用户的数据进行特征提取，将新用户的足底区域数据和提取的数据特征进行比对分析，由数据库中储存的已有客户的压力分布与鞋垫表面参数的映射关系模型，建立新用户的压力分布与鞋垫表面参数的映射关系模型。
[0021]进一步地，还包括如下步骤：
[0022]步骤B1，由数据库中的用户足部三维数据，生成足部三维模型；
[0023]步骤B2，对用户足部三维模型进行适当的比例放大，并结合用户需求对放大后的足部三维模型修整，构造多功能鞋的鞋腔形状；
[0024]步骤B3，根据鞋腔形状，确定外观形状和搭饰，最后生成鞋体的三维数据模型；
[0025]步骤B4，选择合适的鞋体材料，基于鞋体的三维数据模型，进行多功能鞋鞋体的制作。
[0026]本专利技术具有的优点和积极效果是：一方面通过足部三维扫描、足底压力测试与分
析以及数据库等技术高效简洁的制作符合用户足底压力分布的定制鞋垫；另一方面加入鞋底变形装置，用于补偿定制鞋垫使用中存在和产生的误差，达到精确控制真实的足底压力分布的效果。
[0027]本专利技术采用定制鞋垫和鞋底变形装置的双层构造形式，以用于优化用户足底压力分布。本专利技术中的定制鞋垫的设计通过足部三维扫描建模、足底压力测试实验以及数据库等技术，能够将优化后的压力数据直接作为定制鞋垫设计的指导因素，不需要反复制作实物鞋垫模型进行足底压力测试，能够显著节约定制鞋垫研发的时间及经济成本；本专利技术中的鞋底变形装置能够实现足底压力可视化，便于用户时刻监测足部压力分布状况，在足底压力异常时能够通过可视化操作系统实施有效合理的减压干预，为用户保持足底健康提供积极的帮助；本专利技术中的足底变形装置可采用机械顶压的方式可以模拟按摩，充分发挥人体自然的自愈能力，达到治疗和保健的效果；本专利技术中多功能鞋的鞋腔依据用户足部三维模型设计，能够弥补足部与鞋体配合松紧不均的不足，使鞋的穿戴舒适度提高。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的一种多功能鞋定制鞋垫的制作流程；
[0029]图2为本专利技术的一种用于存储用户信息的数据库存储信息的框图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于优化足底压力的多功能鞋，包括鞋底，其特征在于，还包括：位于鞋底上面的鞋底变形装置，以及位于鞋底变形装置上面的定制鞋垫；定制鞋垫用于承受足部压力，其上表面为曲面，其按照人体足底压力分布及足底形状制作；鞋底变形装置用于检知足底压力并辅助定制鞋垫分压。2.根据权利要求1所述的用于优化足底压力的多功能鞋，其特征在于，鞋底变形装置包括：用于检测足底压力的压力传感器、具有补偿定制鞋垫变形的变形调控模块、用于检测变形调控模块变形调整量的位移传感器、用于控制变形调控模块的微处理器；变形调控模块包括若干个电驱动的伸缩柱；伸缩柱的固定端安装在鞋底变形装置的基底上，伸缩柱的伸缩端与定制鞋垫的底面触接；伸缩柱在微处理器控制下伸缩。3.根据权利要求2所述的用于优化足底压力的多功能鞋，其特征在于，变形调控模块还具有按摩功能；变形调控模块采用双级调节，一级调节用于补偿定制鞋垫的变形，控制伸缩柱伸缩的行程范围为1～3mm；二级调节用于按摩足底，控制伸缩柱伸缩的行程范围为3～10mm。4.根据权利要求2所述的用于优化足底压力的多功能鞋，其特征在于，还包括可视化操作系统，可视化操作系统与微处理器连接，用于与微处理器进行人机交互。5.一种权利要求1至4任一所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法，其特征在于，该制造方法基于用户足部的三维数据以及用户足底压力分布数据建立定制鞋垫的三维模型；根据理想的足底压力分布数据，对定制鞋垫的三维模型进行优化。6.根据权利要求5所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法，其特征在于，定制鞋垫的三维模型的建立方法包括如下步骤：步骤一，建立用于存储用户信息的数据库；步骤二，检查用户健康状况，包括足部形态检查、整体姿势检查和足部病症检查；采集用户的性别、年龄、体重、身高、脚码信息，并录入数据库；步骤三，使用三维扫描仪采集用户足部的三维数据，进而从用户足部三维数据中分...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾佩华，张弘烨，王凯峰，邓斌，
申请(专利权)人：天津大学浙江国际创新设计与智造研究院，
类型：发明
国别省市：