一種分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種腳形掃描儀，特別涉及一種分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多情況下需要對(duì)腳的形狀進(jìn)行比較準(zhǔn)確的測(cè)量，例如鞋類設(shè)計(jì)開發(fā)加工，個(gè)性化量腳訂制鞋，鞋楦開發(fā)設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)腳型矯治，人機(jī)工程腳型統(tǒng)計(jì)，人體足部研宄等領(lǐng)域。在以前，人們一般是通過手工的方式利用皮尺來測(cè)量腳部多個(gè)部位的數(shù)據(jù)，這種用皮尺測(cè)量的腳形數(shù)據(jù)不但有限而且精度不高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前是用足部三維掃描儀來測(cè)量腳形的三維數(shù)據(jù)，所測(cè)量的腳型數(shù)據(jù)不但精確而且其后續(xù)開發(fā)利用價(jià)值也更高。
[0003]但是現(xiàn)有技術(shù)中的足部三維掃描儀存在以下缺點(diǎn):1、不可承重的足部三維掃描儀，只能在人的腳部懸空的情況下，利用三維掃描儀進(jìn)行掃描，所取的腳形三維數(shù)據(jù)不能體現(xiàn)腳部在人站立承受體重時(shí)的變形；2、可承重的足部三維掃描儀，通常是要求人水平站立在一個(gè)平臺(tái)上，然后通過三維掃描儀獲取腳形的三維數(shù)據(jù)，所獲取的腳形三維數(shù)據(jù)也只能反映足部在水平站立時(shí)的腳部形狀，并不能獲取腳在承重并且后跟有一定高度的條件下腳形的三維數(shù)據(jù)。
[0004]上述兩個(gè)缺點(diǎn)，在應(yīng)用于鞋類設(shè)計(jì)開發(fā)加工，個(gè)性化量腳訂制鞋，鞋楦開發(fā)設(shè)計(jì)，醫(yī)學(xué)腳型矯治，人機(jī)工程腳型統(tǒng)計(jì)，人體足部研宄等領(lǐng)域時(shí)，都有很大的不足，尤其不能滿足制鞋行業(yè)對(duì)腳形的數(shù)據(jù)需求；我們知道鞋子是要分跟高的，尤其是女性的鞋子，從平底鞋到十幾公分的高跟鞋有著不同的跟高，人在穿平底鞋和高跟鞋時(shí)，足部會(huì)發(fā)生很大的形變，包括人在水平站立和運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，腳形也是不斷變化的，顯然單純掃描足部在懸空狀態(tài)下或者足部水平站立時(shí)的腳形數(shù)據(jù)是不夠的，不能滿足制鞋業(yè)實(shí)際的需求。那么就需要一種掃描設(shè)備，能夠更加精確的掃描出腳在各種變形的情況下的數(shù)據(jù)，一種分節(jié)式后跟高度可調(diào)節(jié)三維腳型掃描儀就是為適應(yīng)這樣的需求發(fā)展出來的，在制鞋行業(yè)，鞋類設(shè)計(jì)開發(fā)加工，個(gè)性化量腳訂制鞋，鞋楦開發(fā)設(shè)計(jì)，腳形掃描儀是一項(xiàng)重要的技術(shù)之一，希望本發(fā)明能為制鞋行業(yè)的改型升級(jí)貢獻(xiàn)一份力量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀及使用方法，這是基于腳形隨后跟高度變化而變形的前提下，可以獲取腳在不同跟高的情況下腳形的三維數(shù)據(jù)，滿足不同行業(yè)對(duì)腳形數(shù)據(jù)的不同要求，解決了掃描足部時(shí)只能懸空和只能水平站立的缺點(diǎn)，增加了腳形三維數(shù)據(jù)的實(shí)用性。
[0006]一種分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀，包括殼體部分、掃描儀旋轉(zhuǎn)部分、掃描儀機(jī)頭、控制器部分，殼體部分設(shè)有分節(jié)式腳托部分，殼體部分外側(cè)通過掃描儀旋轉(zhuǎn)部分連接掃描儀機(jī)頭對(duì)分節(jié)式腳托部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描；
所述的殼體部分包括蓋(I)、圍子(2)和底座(8-8)，圍子(2)的上部為蓋(1)，下部與底座(8-8)活動(dòng)連接；所述分節(jié)式腳托部分包括腳托前頭(3-1)、腳托后跟(3-2)、分節(jié)式腳托面(3-3 )、彈簧卡子(3-4 )、彈簧(3-5 )、定位桿(3-6 )、連接柱(3-0 )，分節(jié)式腳托面(3-3 )的前部為腳托前頭(3-1)，后部為腳托后跟(3-2)，所述分節(jié)式腳托面(3-3)將托住腳的平面分成若干個(gè)小面以滿足變形的要求，若干個(gè)小面的下表面的兩側(cè)設(shè)有彈簧卡子(3-4)和彈簧(3-5)，中間設(shè)有定位桿(3-6)，彈簧(3-5)可使托住腳的若干個(gè)小面跟隨腳形的變化而變化，彈簧卡子(3-4)固定各個(gè)腳托面在彈簧上的固定位置，所述定位桿(3-6)插在后跟高度調(diào)節(jié)部分的支柱(7-1)上相應(yīng)的孔里，從而將腳托面固定在上下的方向上。
[0007]上述的分節(jié)式腳托部分的正下方安裝后跟高度調(diào)節(jié)部分，所述后跟高度調(diào)節(jié)部分包括支柱(7-1)、電動(dòng)推桿(7-2 )、伸縮桿(7-3 )、推桿卡子(7-5 )，電動(dòng)推桿(7-2 )連接伸縮桿(7-3)，使伸縮桿(7-3)通電后可伸縮，用來調(diào)節(jié)后跟的高度，伸縮桿(7-3)的頂部與腳托后跟(3-2 )通過連接柱(3-0 )連接，推桿卡子(7-5 )將電動(dòng)推桿(7-2 )與支柱(7_1)固定在一起。
[0008]上述的掃描儀旋轉(zhuǎn)部分包括步進(jìn)電機(jī)(8-1)、步進(jìn)電機(jī)電源線(8-2)、同步輪(8-3)、同步帶(8-4)、齒輪(8-5)、環(huán)形齒條(8-6)、掃描機(jī)頭撐桿(8-7)、軸承(8-9)，在底座(8-8)上安設(shè)步進(jìn)電機(jī)(8-1)、同步輪(8-3)、同步帶(8-4)和齒輪(8-5)，且齒輪(8-5)與環(huán)形齒條(8-6)嚙合，環(huán)形齒條(8-6)的外側(cè)通過掃描機(jī)頭撐桿(8-7)固定掃描機(jī)頭(4);所述的步進(jìn)電機(jī)(8-1)通電后提供動(dòng)力，通過同步輪(8-3)帶動(dòng)同步帶(8-4)，從而帶動(dòng)齒輪(8-5)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)環(huán)形齒條(8-6)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)掃描機(jī)頭(4)旋轉(zhuǎn)360度掃描。
[0009]上述的彈簧卡子(3-4)內(nèi)側(cè)設(shè)有彈簧定位隔片(3-9)，用于對(duì)彈簧進(jìn)行定位。
[0010]上述的控制器部分設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)開關(guān)按鈕(5-1)、后跟高度參數(shù)設(shè)置按鈕(5-2),電動(dòng)推桿開關(guān)按鈕(5-3)。
[0011]上述的將腳托前頭(3-1)通過定位螺絲(3-8)與支柱(7-1)連接在一起；彈簧兩端定位螺絲(3-7)將彈簧(3-5)固定住。
[0012]上述的腳托前頭(3-1)與分節(jié)式腳托面(3-3)以及腳托后跟(3-2)依次排列形成一個(gè)放置腳掌的平面，彈簧卡子(3-4)通過固定螺絲(3-8)將彈簧(3-5)固定在分節(jié)式腳托面(3-3)的下方；定位桿(3-6)通過連接柱(3-0)與分節(jié)式腳托面(3-3)連接；彈簧兩端定位螺絲(3-7)將腳托前頭與支柱(7-1)連接在一起，同時(shí)也把彈簧(3-5)的兩端固定住；彈簧定位隔片(3-9 )卡在彈簧(3-5 )的橫截面上，起到固定分節(jié)式腳托面(3-3 )和彈簧(3-5 )的相對(duì)位置的作用。
[0013]本發(fā)明提到的一種分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀的使用方法，包括以下步驟: 動(dòng)作一:連接電源后，人光腳站立在分節(jié)式腳托面(3-3)上，打開掃描儀旋轉(zhuǎn)按鈕
(5-1)，步進(jìn)電機(jī)(8-1)開始旋轉(zhuǎn)使同步輪(8-3)開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同步帶(8-4)運(yùn)動(dòng)，同步帶(8-4)帶動(dòng)齒輪(8-5 )旋轉(zhuǎn)，齒輪(8-5 )帶動(dòng)環(huán)行齒條(8-6 )，由于掃描儀機(jī)頭(4)通過掃描機(jī)頭撐桿(8-7)與環(huán)行齒條(8-6)是連在一起的，掃描機(jī)頭(4)會(huì)因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)(8-1)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而完成足部水平站立時(shí)對(duì)腳形的三維掃描，完成掃描后關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)開關(guān)按鈕(5-1)；
動(dòng)作二:對(duì)指定后跟高度的腳形進(jìn)行三維掃描時(shí):打開后跟高度參數(shù)設(shè)置按鈕(5-2)并設(shè)置后跟高度的上升參數(shù)，打開電動(dòng)推桿開關(guān)按鈕(5-3)，電動(dòng)推桿(7-2)的伸縮桿(7-3)就會(huì)上升，由于腳托后跟(3-2)與伸縮桿(7-3)是連在一起的，腳托后跟(3-2)就會(huì)隨伸縮桿(7-3) 一起上升，腳托后跟(3-2)的上升會(huì)通過彈簧(3-5)的連接作用引發(fā)分節(jié)式腳托面(3-3)的依次上升，當(dāng)伸縮桿(7-3)上升到設(shè)置的高度時(shí)會(huì)停下靜止不動(dòng)，足部會(huì)因?yàn)楹蟾叨鹊淖兓l(fā)生相應(yīng)的變形，這時(shí)分節(jié)式腳托面(3-3)會(huì)隨著腳形的變化而變化并始終貼在腳底上；然后重復(fù)動(dòng)作一就可以完成對(duì)后跟高度升高后腳形的三維掃描。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可對(duì)各種狀態(tài)的腳形進(jìn)行掃描，而且是在腳承受人體自重的情況下發(fā)生的變形，這樣掃描出來的腳形數(shù)據(jù)更符合實(shí)際情況，較普通掃描儀和只能水平站立的腳形掃描儀在腳形數(shù)據(jù)的獲取方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。為后續(xù)的腳形數(shù)據(jù)的利用提供了可靠的數(shù)據(jù)，便于制鞋行業(yè)的開發(fā)設(shè)計(jì)和制作，也可以為醫(yī)學(xué)腳型矯治、人機(jī)工程腳型統(tǒng)計(jì)、人體足部研宄等領(lǐng)域提供更可靠的數(shù)據(jù)參考。
【附圖說明】
[0015]附圖1是本發(fā)明的外觀效果圖；
附圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖；
附圖3是本發(fā)明的腳托部分和后跟高度調(diào)節(jié)部分結(jié)構(gòu)原理圖；
附圖4是本發(fā)明的腳托部分的結(jié)構(gòu)原理圖；
附圖5是腳托前頭結(jié)構(gòu)圖細(xì)節(jié)；
附圖6是腳托面與彈簧、彈簧卡子、定位桿的連接結(jié)構(gòu)圖；
附圖7是腳托后跟結(jié)構(gòu)圖細(xì)節(jié)；
附圖8是本發(fā)明的掃描儀旋轉(zhuǎn)部分的結(jié)構(gòu)原理圖；
上圖中:蓋1、圍子2、腳托3、掃描機(jī)頭4、控制器5、數(shù)據(jù)線6、后跟高度調(diào)節(jié)部分7、掃描儀旋轉(zhuǎn)部分8、電源接頭9 ；
連接柱3-0、腳托前頭3-1、腳托后跟3-2、分節(jié)式腳托面3-3、彈簧卡子3_4、彈簧3_5、定位桿3-6、彈簧兩端定位螺絲3-7、定位螺絲3-8、彈簧定位隔片3-9 ;
步進(jìn)電機(jī)開關(guān)及調(diào)速按鈕5-1、后跟高度參數(shù)設(shè)置按鈕5-2、電動(dòng)推桿開關(guān)5-3 ;
支柱7-1、電動(dòng)推桿7-2、伸縮桿7-3、電動(dòng)推桿電源線7-4、推桿卡子7-5 ；
第一軸承8-0、步進(jìn)電機(jī)8-1、步進(jìn)電機(jī)電源線8-2、同步輪8-3、同步帶8_4、齒輪8_5、環(huán)形齒條8-6、掃描機(jī)頭撐桿8-7、底座8-8、第二軸承8-9。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照附圖1，本發(fā)明提到的分節(jié)式可調(diào)節(jié)三維腳形掃描儀包括:殼體部分、掃描儀旋轉(zhuǎn)部分、掃描儀機(jī)頭、控制器部分，殼體部分設(shè)有分節(jié)式腳托部分，殼體部分外側(cè)通過掃描儀旋轉(zhuǎn)部分連接掃描儀機(jī)頭對(duì)分節(jié)式腳托部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描；所述的殼體部分包括蓋
1、圍子2和底座8-8，圍子2的上部為蓋1，下部與底座8-8活動(dòng)連接；蓋I與圍子2通過定位螺絲3-8連接在一起；圍子2與底座8-8通過定位螺絲3-8連接在一起；腳托3是足部站立的位置；掃描機(jī)頭4是掃描腳形的構(gòu)件；控制器5是步進(jìn)電機(jī)8-1和電動(dòng)推桿7-2的控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)線6是連接控制器5、步進(jìn)電機(jī)8-1和電動(dòng)推桿7-2的電源線；環(huán)形齒條8-6通過定位螺絲3-8與掃描機(jī)頭撐桿8-7連接；掃描機(jī)頭8-7與掃描機(jī)頭通過定位螺絲3-8連接；電源接頭9是連接外部電源的位置。
[0017]參照附圖2，支柱7-1通過定位螺絲3-8固定在底座8_8上，推桿卡子7_5將電動(dòng)推桿7-2固定在支柱7-1上保證其受力時(shí)的穩(wěn)定性，電動(dòng)推桿電源線7-4連接在控制器5上；步進(jìn)電機(jī)8_1固定在底座8-8的凹槽里；步進(jìn)電機(jī)電源線8_2連接步進(jìn)電機(jī)8_1和控制器5 ;同步輪8-3與步進(jìn)電機(jī)8-1的旋轉(zhuǎn)軸連在一起；同步帶8-4連接同步輪8-3和齒輪8-5 ;齒輪8-5與環(huán)行齒條8-6嚙合在一起；環(huán)行齒條8-6與掃描機(jī)頭撐桿8_7連接在一起，掃描機(jī)頭撐桿8-7與掃描機(jī)頭4連在一起；第二軸承8-9固定在底座8-8上，并與固定在圍子2上的第一軸承8-0固定住環(huán)行齒條8-6，使環(huán)行齒條8-6繞著底座的