[發明專利]綜合三維腳型全局參數和局部橫截面調整的個性化鞋楦模型生成方法

有效

• 申請號: 200710068032.5
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN101103854A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 耿衛東;潘云鶴;王青;高飛;肖漢嬰;孫亞超;初君
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A43D3/02
• 分類號: A43D3/02;G05B19/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及三維鞋楦模型的生成方法，尤其是一種綜合三維腳型全局參數和局部橫截面調整的個性化鞋楦模型生成方法。

背景技術

就鞋楦數據的生成而言，傳統的制楦方法是基于國家標準指定的碼長，并分成寬腳型和窄腳型，用大型刻楦機進行大規模批量生產。其中存在很多不足之處：

1)腳楦匹配程度粗糙。由于制楦參數少，只是簡單地按腳長每加5mm增加一個碼，加上寬窄分類，而人腳則有很大的個體差異，導致了鞋楦不能細致地匹配于對腳型，尤其是一些個性化腳型，由于和標準鞋楦匹配程度很差，很難找到合適的鞋。

2)科技含量低。主要是用刻楦機刻楦的方法大批量生成標準鞋楦，以單一勞動為主體，使制鞋產業無法從勞動密集型產業轉向技術密集型產業，導致制鞋產業非常落后，亟需投入科技因素。

這些不足之處導致了我國制鞋產業在市場上的競爭力下降，只能以降低價格和國外的制鞋單位競爭，獲得的利潤越來越低，走進一個惡性循環。

我們所提出的綜合三維腳型全局參數和局部橫截面調整的個性化鞋楦模型生成方法，是以根據個體腳型的關鍵數據為基準，由楦型參數對標準鞋楦模型進行驅動初步變形，再根據腳楦橫截面的對比分析數據，直觀地對鞋楦模型的形狀進行調整，從而生成完全匹配于用戶三維腳型的個性化鞋楦模型。

我們綜合三維腳型全局參數和局部橫截面對標準鞋楦調整的依據是腳型和鞋楦的關系，滿足腳型舒適度規律。主要在以下幾個參數上對腳型和鞋楦進行匹配：

1)腳長和楦長的匹配。腳長是制定鞋號的基礎，也是鞋楦設計的主要依據。由于人日常生活中，腳在負荷狀態下，腳的長度會增加，加上走路時腳的彎曲半徑小于鞋底的彎曲半徑，也就是行走時，腳趾在鞋內向前移動。因此，鞋必須有一定的活動量，也就是楦長必須大于腳長。

2)腳圍與楦圍的匹配。腳圍與楦圍的匹配主要在以下兩個方面：腳跖圍與楦跖圍的匹配，腳跗圍與楦跗圍的匹配。腳跖圍是腳肥瘦的主要標志。跖圍關節是承受人體重量和勞動負荷的主要部位之一，又是行走時發生彎曲的關鍵部位。因此，鞋楦跖圍尺寸及肉體安排是否合理，不僅影響穿著舒適，也會造成鞋跖部位早期破損，嚴重的還會磨破腳跖趾部位皮膚。而在腳跗圍與楦跗圍的匹配上，鞋楦跗圍大小對鞋穿著是否合腳舒適影響較大。鞋楦跗圍太大，鞋不跟腳，但楦跗圍太小又壓腳面。合適的楦跗圍加上該部位肉體安排合理，不但不會出現腳往前沖或壓腳面，還能托住腳心。

3)腳寬與楦寬的匹配。腳的寬度隨腳跖圍的尺寸而變，所以楦的寬度也要隨之改變。確定鞋楦各部位寬度，要根據腳型規律，還要考慮腳動與靜的關系。腳寬與楦寬的匹配要注意以下幾個方面：腳型基本寬度與楦型基本寬度的匹配，腳型拇趾里寬、小趾外寬與楦型拇趾里寬、小趾外寬的匹配，腳型腰窩寬與楦型腰窩寬的匹配，腳型踵心全寬和楦型踵心全寬的匹配。

5)腳高與楦高的匹配。在注意腳高與楦高的匹配方面，注意以下幾個參數的匹配：腳后跟突點高度與楦后跟突點高度的匹配，腳前跗骨突點高度與楦前跗骨突點高度的匹配，腳第一跖趾關節高度與楦第一跖趾關節高度的匹配，腳拇趾高度與楦拇趾高度的匹配。

在對鞋楦模型根據局部橫斷面調整時，我們在腳型模型和鞋楦模型在關鍵位置生成了橫截面，對這些橫截面進行匹配。這些橫截面主要有：拇指部位橫截面，小趾端部位橫截面，第一跖趾部位橫截面，第五跖趾部位橫截面，跗骨部位橫截面，腰窩部位橫截面。

根據橫截面的舒適度分析，我們可以直觀的根據個性化腳和標準鞋楦匹配程度不好、可能會出現不舒適的問題的橫截面部位，基于橫截面的參數進行調整。通過對鞋楦模型在橫截面處的寬、高、圍長的變形，對鞋楦模型調整逐步求精，得到符合用戶腳型的個性化鞋楦模型。

我們根據關鍵三維腳型數據，和腳型模型和鞋楦模型橫截面對比數據，把計算機輔助設計的技術和傳統的制鞋工藝習慣結合起來，從而能夠把鞋楦模型生成的方法在制鞋工業中得到應用，使制鞋工業與科技相結合，改變腳型和鞋楦匹配程度粗糙，科技含量低的現狀，走出傳統制鞋工業的不良誤區。

對鞋楦模型進行變形的方法主要是基于目標參數的曲面變形技術。其主要的流程框架為：

1)讀入標準鞋楦模型。

2)將標準鞋楦模型綜合三維腳型全局參數進行初步變形。

3)腳型模型和鞋楦模型對齊，生成腳型模型和鞋楦模型匹配的橫截面。

4)對橫截面參數進行分析，對鞋楦模型基于局部橫截面進行調整，逐步求精。

發明內容