一种足部三维轮廓及压力分布构建装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，包括多个上部相机、多个下部相机、柔性感压层、玻璃基板、装置壳体和计算机，所述装置壳体上端设置有玻璃基板，柔性感压层设置于玻璃基板上，计算机设置于装置壳体内部底侧，所述上部相机通过上部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘上方，所述下部相机设置于装置壳体内部底侧，且通过下部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘下方，所述柔性感压层包括上下双层结构的柔性材料层和阵列标记点材料层，阵列标记点材料层夹设于柔性材料层之间，可同时得到足部三维轮廓模型和压力分布模型。时得到足部三维轮廓模型和压力分布模型。时得到足部三维轮廓模型和压力分布模型。

【技术实现步骤摘要】
一种足部三维轮廓及压力分布构建装置


[0001]本技术涉及人体数据获取设备领域，具体的涉及一种足部三维轮廓及压力分布构建装置。

技术介绍

[0002]足部压力数据的采集以电阻式应变片、压电材料等硬质传感器为主，首先硬度较大，加工形状受限，直接踩踏舒适性较差且容易加速元件损坏；其次多为不透明材料，很难在测压力的同时观测到足底三维轮廓；最后，压力传感器的电路较为复杂，为保护传感器需在表面覆盖弹性保护层，具有附加刚度与阻尼成本较高，影响压力数据的测量。足部三维轮廓构建依托于现有的足部扫描装置，通过在装置底部安装相机，获取足部在透明硬质踩踏板表面水平站立时的足部三维轮廓。而用户在日常生活中穿的鞋子并非是单一的硬质平板，而是相对柔软的可变形材质，现有装置获取轮廓数据无法完全还原用户真实数据。
[0003]为了克服上述的缺陷，有专利提出用机械方法获取用户脚型数据，装置主体设置分节式脚托部分何后跟高度调节部分，外侧连接可旋转扫描仪对分节式脚托部分旋转扫描，但由于不同人脚的尺寸不一样，分节式的机械结构获得的足部数据精度不高且无法获得压力数据；也有专利将传感器放置用户鞋垫内获取实时压力数据，但该方案成本较高，无法同时获得获得用户足部三维轮廓数据。
[0004]现有专利提出一种足部测量装置、多维度足部特征分析系统及方法(公开号：CN 110179468 A)，采用了视觉相机和硅胶垫层的辅助对足部三维轮廓进行重构，但是其柔性垫层并不可定制，导致无法还原用户穿不同鞋子时的真实数据，且其在对足部三维轮廓构建时无法得到压力分布模型。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提出了可同时得到足部三维轮廓模型和压力分布模型的一种足部三维轮廓及压力分布构建装置。
[0006]本技术技术方案如下：
[0007]一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，其特征在于：包括多个上部相机、多个下部相机、柔性感压层、玻璃基板、装置壳体、应力传感器和计算机，所述装置壳体上端设置有玻璃基板，柔性感压层设置于玻璃基板上，所述应力传感器设置于装置壳体下以测量客户体重信息，计算机与应力传感器、上部相机和下部相机相连，所述上部相机通过上部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘上方，所述下部相机设置于装置壳体内部底侧，且通过下部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘下方，所述柔性感压层包括上下双层结构的柔性材料层和阵列标记点材料层，阵列标记点材料层夹设于柔性材料层之间。
[0008]进一步的，所述柔性材料层为透光材质。
[0009]进一步的，所述柔性材料层顶面具有压感曲面。
[0010]进一步的，所述柔性材料层表面设有粗糙度纹理。
[0011]进一步的，所述阵列标记点材料层包括柔性透光材质的底料层和不透光且等距分布于底料层上的阵列标记点，当阵列标记点材料层随上下层的柔性材料层发生形变时，底料层上的阵列标记点将跟随形变并伴随间距的改变。
[0012]进一步的，标记点直径的密度为每平方厘米分布4
‑
8个点。
[0013]进一步的，所述计算机包括相机控制模块、足部三维轮廓构建模块和压力分布构建模块，相机控制模块分别与上部相机、下部相机、足部三维轮廓构建模块和压力分布构建模块连接，压力分布构建模块与应力传感器连接，三维轮廓构建模块通过相机控制模块构建足部三维轮廓模型，压力分布构建模块通过相机控制模块和应力传感器构建足部压力分布模型。
[0014]进一步的，所述柔性材料层和阵列标记点材料层材质包括柔性硅胶。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]1、本技术可在独立设备单次测量时得到足部三维轮廓模型及压力分布模型，数据更加全面，使用更加简单实用。
[0017]2、柔性感压层可定制不同形状与表面粗糙度，可完全还原用户真实数据；
[0018]3、柔性感压层的设计使其受到压力时，既能保证其透光性，又可在下部相机和阵列标记点位移量的配合下，使其形变数据化。
附图说明
[0019]图1为装置整体结构示意图；
[0020]图2为柔性感压板阵列标记点细节图；
[0021]图3为装置工作流程图；
[0022]图4为客户站立状态下柔性感压板形变结果示意图；
[0023]图5a为客户站立前下部相机拍摄的图像；
[0024]图5b为客户站立后下部相机拍摄的图像；
[0025]图6为柔性材料受压情况下阵列标记点空间位移与压力数学关系图；
[0026]图7a为客户站立前柔性材料的阵列标记点示意图；
[0027]图7b为客户站立后柔性材料的阵列标记点空间位移量相对变化示意图；
[0028]图8为根据阵列标记点空间位移量计算并生成压力分布示意图；
[0029]其中图内标注信息为：
[0030]1上部相机、5下部相机、2柔性感压层、3玻璃基板、4装置壳体、6计算机、21柔性材料层、22阵列标记点材料层。
具体实施方式
[0031]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0032]请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，包括多个上部相机1、多个下部相机5、柔性感压层2、玻璃基板3、装置壳体4、应力传感器
和计算机6，所述装置壳体4上端设置有玻璃基板3，柔性感压层2设置于玻璃基板3上，所述应力传感器设置于装置壳体4下以测量客户体重信息，计算机6与应力传感器、上部相机1和下部相机5相连，所述上部相机1通过上部相机1支撑臂环绕设置于玻璃基板3边缘上方，所述下部相机5设置于装置壳体4内部底侧，且通过下部相机5支撑臂环绕设置于玻璃基板3边缘下方。参照图2，所述柔性感压层2包括上下双层结构的柔性材料层21和阵列标记点材料层22，柔性材料层21和阵列标记点材料层22材质包括柔性硅胶，阵列标记点材料层22夹设于柔性材料层21之间。所述柔性材料层21可透光且可定制不同形状，包括模拟高跟鞋状态下的柔性感压曲面，所述柔性材料层21表面设有粗糙度纹理，可定制不同材料表面粗糙度，包括模拟跑鞋、篮球鞋或高跟鞋底部材料的表面粗糙度。所述阵列标记点材料层22包括柔性透光材质的底料层和不透光且等距分布于底料层上的阵列标记点，当阵列标记点材料层22随上下层的柔性材料层21发生形变时，底料层上的阵列标记点将跟随形变并伴随间距的改变。标记点直径与间隔根据所需的数据精度调整,包括每平方厘米分布4
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8个点。所述计算机6包括相机控制模块、足部三维轮廓构建模块和压力分布构建模块，相机控制模块分别与上部相机1、下部相机5、足部三维轮廓构建模块和压力分布构建模块连接，压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，其特征在于：包括多个上部相机、多个下部相机、柔性感压层、玻璃基板、装置壳体、应力传感器和计算机，所述装置壳体上端设置有玻璃基板，柔性感压层设置于玻璃基板上，所述应力传感器设置于装置壳体下以测量客户体重信息，计算机与应力传感器、上部相机和下部相机相连，所述上部相机通过上部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘上方，所述下部相机设置于装置壳体内部底侧，且通过下部相机支撑臂环绕设置于玻璃基板边缘下方，所述柔性感压层包括上下双层结构的柔性材料层和阵列标记点材料层，阵列标记点材料层夹设于柔性材料层之间。2.如权利要求1所述的一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，其特征在于：所述柔性材料层为透光材质。3.如权利要求1所述的一种足部三维轮廓及压力分布构建装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永红，陈清霞，胡亚凡，吴凡，
申请(专利权)人：泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院，
类型：新型
国别省市：