[发明专利]一种3D打印鞋垫的定制方法及系统

权利要求书

1.一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，读取足部数据，对足部数据进行分类；

S200，按照足部数据的类型选用预设的相应足弓垫模板；

S300，对足弓垫模板进行调整；

S400，根据调整后的足弓垫模板进行3D打印得到足弓垫成品；

S500，组装足弓垫成品得到成品鞋垫。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，在S100中，通过三维扫描仪对人体足部进行扫描,为了得到准确的脚型参数数据，脚型测量过程中的轴线为脚底轮廓点集中通过第二跖趾中心端点与后跟凸点的连线，足部数据至少包括脚型、足跟、脚趾、足弓数据，脚型数据指扫描出来的脚的三维模型。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，在S100中，三维扫描仪包括非接触式激光扫描及自动测量系统、手持式三维激光扫描仪、复合式三维扫描仪、全局式三维扫描仪、彩色三维扫描仪、跟踪三维扫描仪、自动化三维检测系统中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，在S100中，对足部数据进行分类，具体的分类方法包括以下步骤：

S101，对足部数据中足部的底部图像进行边缘检测；

S102，计算在足部的拇趾到后跟内外边缘切线，获取扫描数据的足底接触面积；

S103，比较足弓位置的足底接触面与非接触面，即足底与扫描底面的接触面与非接触面，以两者的面积比较得到一个Ratio值；

S104，当Ratio值的范围在0.8～1.0，则判断足部数据的类型为扁平足；

S105，当Ratio值的范围在0.5～0.8，则判断足部数据的类型为正常足；

S106，当Ratio值的范围在0.0～0.5，则判断足部数据的类型为高弓足。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，在S300中，对足弓垫模板进行调整的方法为通过足部优化模型对足弓垫模板的底面的接触面的面积进行调整。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印鞋垫的定制方法，其特征在于，足部优化模型的方法为：

通过足部的扫描数据文件获得足部的长，宽，及相关足部姿态数据；

构建以下足部优化模型：式中：R是足底与扫描底面的接触面的面积，M为根据体重得到计算的足底与扫描底面的接触面所受到的压力，E_(H)为3D打印材料打印时的厚度为H时的弹性模量，L为3D打印材料的线胀系数，V_c为3D打印材料的泊松比，i取值范围为整数1至3，不同足部数据的类型的受力强度f_i(H)分为:

f₁(H)为足部数据的类型为扁平足的受力强度，f₁(H)＝Ratio*f(H)^2/3；

f₂(H)为足部数据的类型为正常足的受力强度，f₂(H)＝Ratio*f(H)^2/3；

f₃(H)为足部数据的类型为高弓足的受力强度，f₃(H)＝Ratio*f(H)^2/3；

Ratio为对应类型的足部数据的足底与扫描底面的接触面与非接触面的比值，f(H)为3D打印材料打印时的厚度为H时，根据体重得到的足底与3D鞋垫的接触面所受到的最大压强。