一種分節式可調節三維腳形掃描儀及使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種腳形掃描儀，特別涉及一種分節式可調節三維腳形掃描儀及使用方法。
【背景技術】
[0002]在很多情況下需要對腳的形狀進行比較準確的測量，例如鞋類設計開發加工，個性化量腳訂制鞋，鞋楦開發設計，醫學腳型矯治，人機工程腳型統計，人體足部研宄等領域。在以前，人們一般是通過手工的方式利用皮尺來測量腳部多個部位的數據，這種用皮尺測量的腳形數據不但有限而且精度不高。隨著科學技術的發展，目前是用足部三維掃描儀來測量腳形的三維數據，所測量的腳型數據不但精確而且其后續開發利用價值也更高。
[0003]但是現有技術中的足部三維掃描儀存在以下缺點: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，利用三維掃描儀進行掃描，所取的腳形三維數據不能體現腳部在人站立承受體重時的變形；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平臺上，然后通過三維掃描儀獲取腳形的三維數據，所獲取的腳形三維數據也只能反映足部在水平站立時的腳部形狀，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據。
[0004]上述兩個缺點，在應用于鞋類設計開發加工，個性化量腳訂制鞋，鞋楦開發設計，醫學腳型矯治，人機工程腳型統計，人體足部研宄等領域時，都有很大的不足，尤其不能滿足制鞋行業對腳形的數據需求；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，足部會發生很大的形變，包括人在水平站立和運動的時候，腳形也是不斷變化的，顯然單純掃描足部在懸空狀態下或者足部水平站立時的腳形數據是不夠的，不能滿足制鞋業實際的需求。那么就需要一種掃描設備，能夠更加精確的掃描出腳在各種變形的情況下的數據，一種分節式后跟高度可調節三維腳型掃描儀就是為適應這樣的需求發展出來的，在制鞋行業，鞋類設計開發加工，個性化量腳訂制鞋，鞋楦開發設計，腳形掃描儀是一項重要的技術之一，希望本發明能為制鞋行業的改型升級貢獻一份力量。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種分節式可調節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據，滿足不同行業對腳形數據的不同要求，解決了掃描足部時只能懸空和只能水平站立的缺點，增加了腳形三維數據的實用性。
[0006]一種分節式可調節三維腳形掃描儀，包括殼體部分、掃描儀旋轉部分、掃描儀機頭、控制器部分，殼體部分設有分節式腳托部分，殼體部分外側通過掃描儀旋轉部分連接掃描儀機頭對分節式腳托部分進行旋轉掃描；
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)活動連接；所述分節式腳托部分包括腳托前頭(3-1)、腳托后跟(3-2)、分節式腳托面(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)，所述分節式腳托面(3-3)將托住腳的平面分成若干個小面以滿足變形的要求，若干個小面的下表面的兩側設有彈簧卡子(3-4)和彈簧(3-5)，中間設有定位桿(3-6)，彈簧(3-5)可使托住腳的若干個小面跟隨腳形的變化而變化，彈簧卡子(3-4)固定各個腳托面在彈簧上的固定位置，所述定位桿(3-6)插在后跟高度調節部分的支柱(7-1)上相應的孔里，從而將腳托面固定在上下的方向上。
[0007]上述的分節式腳托部分的正下方安裝后跟高度調節部分，所述后跟高度調節部分包括支柱(7-1)、電動推桿(7-2 )、伸縮桿(7-3 )、推桿卡子(7-5 )，電動推桿(7-2 )連接伸縮桿(7-3)，使伸縮桿(7-3)通電后可伸縮，用來調節后跟的高度，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 )將電動推桿(7-2 )與支柱(7_1)固定在一起。
[0008]上述的掃描儀旋轉部分包括步進電機(8-1)、步進電機電源線(8-2)、同步輪(8-3)、同步帶(8-4)、齒輪(8-5)、環形齒條(8-6)、掃描機頭撐桿(8-7)、軸承(8-9)，在底座(8-8)上安設步進電機(8-1)、同步輪(8-3)、同步帶(8-4)和齒輪(8-5)，且齒輪(8-5)與環形齒條(8-6)嚙合，環形齒條(8-6)的外側通過掃描機頭撐桿(8-7)固定掃描機頭(4);所述的步進電機(8-1)通電后提供動力，通過同步輪(8-3)帶動同步帶(8-4)，從而帶動齒輪(8-5)旋轉，從而帶動環形齒條(8-6)旋轉，進而帶動掃描機頭(4)旋轉360度掃描。
[0009]上述的彈簧卡子(3-4)內側設有彈簧定位隔片(3-9)，用于對彈簧進行定位。
[0010]上述的控制器部分設置有步進電機開關按鈕(5-1)、后跟高度參數設置按鈕(5-2),電動推桿開關按鈕(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)與分節式腳托面(3-3)以及腳托后跟(3-2)依次排列形成一個放置腳掌的平面，彈簧卡子(3-4)通過固定螺絲(3-8)將彈簧(3-5)固定在分節式腳托面(3-3)的下方；定位桿(3-6)通過連接柱(3-0)與分節式腳托面(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，起到固定分節式腳托面(3-3 )和彈簧(3-5 )的相對位置的作用。
[0013]本發明提到的一種分節式可調節三維腳形掃描儀的使用方法，包括以下步驟: 動作一:連接電源后，人光腳站立在分節式腳托面(3-3)上，打開掃描儀旋轉按鈕
(5-1)，步進電機(8-1)開始旋轉使同步輪(8-3)開始旋轉，帶動同步帶(8-4)運動，同步帶(8-4)帶動齒輪(8-5 )旋轉，齒輪(8-5 )帶動環行齒條(8-6 )，由于掃描儀機頭(4)通過掃描機頭撐桿(8-7)與環行齒條(8-6)是連在一起的，掃描機頭(4)會因為步進電機(8-1)的旋轉而旋轉，從而完成足部水平站立時對腳形的三維掃描，完成掃描后關閉步進電機開關按鈕(5-1)；
動作二:對指定后跟高度的腳形進行三維掃描時:打開后跟高度參數設置按鈕(5-2)并設置后跟高度的上升參數，打開電動推桿開關按鈕(5-3)，電動推桿(7-2)的伸縮桿(7-3)就會上升，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)就會隨伸縮桿(7-3) 一起上升，腳托后跟(3-2)的上升會通過彈簧(3-5)的連接作用引發分節式腳托面(3-3)的依次上升，當伸縮桿(7-3)上升到設置的高度時會停下靜止不動，足部會因為后跟高度的變化而發生相應的變形，這時分節式腳托面(3-3)會隨著腳形的變化而變化并始終貼在腳底上；然后重復動作一就可以完成對后跟高度升高后腳形的三維掃描。
[0014]本發明的有益效果是:本發明可對各種狀態的腳形進行掃描，而且是在腳承受人體自重的情況下發生的變形，這樣掃描出來的腳形數據更符合實際情況，較普通掃描儀和只能水平站立的腳形掃描儀在腳形數據的獲取方面有明顯的優勢。為后續的腳形數據的利用提供了可靠的數據，便于制鞋行業的開發設計和制作，也可以為醫學腳型矯治、人機工程腳型統計、人體足部研宄等領域提供更可靠的數據參考。
【附圖說明】
[0015]附圖1是本發明的外觀效果圖；
附圖2是本發明的內部結構原理圖；
附圖3是本發明的腳托部分和后跟高度調節部分結構原理圖；
附圖4是本發明的腳托部分的結構原理圖；
附圖5是腳托前頭結構圖細節；
附圖6是腳托面與彈簧、彈簧卡子、定位桿的連接結構圖；
附圖7是腳托后跟結構圖細節；
附圖8是本發明的掃描儀旋轉部分的結構原理圖；
上圖中:蓋1、圍子2、腳托3、掃描機頭4、控制器5、數據線6、后跟高度調節部分7、掃描儀旋轉部分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 ;
步進電機開關及調速按鈕5-1、后跟高度參數設置按鈕5-2、電動推桿開關5-3 ;
支柱7-1、電動推桿7-2、伸縮桿7-3、電動推桿電源線7-4、推桿卡子7-5 ；
第一軸承8-0、步進電機8-1、步進電機電源線8-2、同步輪8-3、同步帶8_4、齒輪8_5、環形齒條8-6、掃描機頭撐桿8-7、底座8-8、第二軸承8-9。
【具體實施方式】
[0016]參照附圖1，本發明提到的分節式可調節三維腳形掃描儀包括:殼體部分、掃描儀旋轉部分、掃描儀機頭、控制器部分，殼體部分設有分節式腳托部分，殼體部分外側通過掃描儀旋轉部分連接掃描儀機頭對分節式腳托部分進行旋轉掃描；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；掃描機頭4是掃描腳形的構件；控制器5是步進電機8-1和電動推桿7-2的控制系統；數據線6是連接控制器5、步進電機8-1和電動推桿7-2的電源線；環形齒條8-6通過定位螺絲3-8與掃描機頭撐桿8-7連接；掃描機頭8-7與掃描機頭通過定位螺絲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將電動推桿7-2固定在支柱7-1上保證其受力時的穩定性，電動推桿電源線7-4連接在控制器5上；步進電機8_1固定在底座8-8的凹槽里；步進電機電源線8_2連接步進電機8_1和控制器5 ;同步輪8-3與步進電機8-1的旋轉軸連在一起；同步帶8-4連接同步輪8-3和齒輪8-5 ;齒輪8-5與環行齒條8-6嚙合在一起；環行齒條8-6與掃描機頭撐桿8_7連接在一起，掃描機頭撐桿8-7與掃描機頭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固定住環行齒條8-6，使環行齒條8-6繞著底座的