CN101351787A - 交互式随需矫形件贩卖机和生产包括盘件形式的矫形件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种矫形件贩卖机,可以包括测量装置和矫形件构造装置。所述测量装置可以包括多个探头,其可以感知在各种配置下人体足部下侧表面各像素处的压力并为所述各种配置确定各像素处的高度。根据所述测量装置测量的压力和高度,所述构造装置可以在基部层上铺设多个硬度不同的盘件,以构造定制矫形件。作为进一步的替代方案,根据所述测量装置测量的压力和高度,所述构造装置可以借助铣削矫形件坯料来形成定制矫形件。所述矫形件贩卖机可以置于鞋零售店中,以使买鞋者光顾鞋店一次就可以购买鞋和定制矫形件。
Description
相关申请交叉引用
本发明要求2005年8月19日提交的美国临时专利申请No.60/709,878的权利,其全部内容通过引用包含在本文中。另外,本申请要求2006年4月20日提交的美国临时专利申请No.60/793,446的权利,其全部内容通过应用包含在本文中。
技术领域
本发明涉及矫形件(orthotic)贩卖机、测量人体足部下侧表面压力分布的方法、构造矫形件的方法、在零售场合销售矫形件的方法以及在购买时交付定制产品(例如,定制矫形件等)的过程。
背景技术
人体足部是一个工程学奇迹,是具有26块骨头、33个关节以及复杂肌肉韧带布置的复杂生物机械构造。骨头、关节和肌肉彼此密切相互协作,在人的一生中,承载着人跨越平均100000英里的路程。不幸的是,这种重复并迫切地使用足部,使得足部的任何小恙加重为大病。
足部问题影响人站立、行走和奔跑时的舒适程度。而且,足部问题可能影响人体其他区域。例如,足部问题可能影响人的长期姿态。此外,疼痛和伤病可能会出现在人的足部部、踝部、胫部、膝部、髋部或背部。
可以购买非处方矫形件来医治足部问题。不幸的是,非处方矫形件不适合解决大多数足部问题。而且,非处方矫形件能解决的足部问题并不能总是有效地解决。许多足部问题之所以不能由非处方矫形件来有效解决,原因在于非处方(OTC)矫形件通常是为平均足部型设计的,没有考虑每个人独特的足部结构、轮廓、步态、前旋和后旋在很大程度上不同。
大量群众并不符合平均类别,而非处方矫形件并没有有效地解决这些使用者的问题。即便存在对个别案例起作用的OTC产品,但还是面临挑战,因为没有那么多产品可供选择。
而且,不仅仅是我们每个人的足部与别人不同,而且我们自己的两只足部也可能不同,因此每只足部都需要不同的矫形件。简单地说,每个人需要为每只足部定制矫形件,根据足部和足部的差异、足部轮廓、体重、生活方式以及其他因素的独特组合,重新分布施加在人体足部下侧表面的压力。
在替代方案中,人可以从足部医生处购买定制矫形件。足部医生可以形成人体足部的模具或获得电子轮廓读数。模具/读数发送到矫形件制造商进行构造。矫形件制造商可以根据模具/读数构造定制矫形件并将构造的矫形件发送给医生或者直接发送给患者。不幸的是,定制矫形件可能价格昂贵而且很耗时间。定制矫形件需要约一至八个星期来制造并交付给患者。而且,定制矫形件很贵,从数百美元到$1200。
因此,本领域需要构造矫形件并将矫形件提供给患者的改进方法。本领域还需要改进的矫形件。
发明内容
本发明满足上述需求以及下述和本领域已知的其他需求。矫形件贩卖机可以置于鞋零售店中,用来在大约10至10分钟内给买鞋者提供一双矫形件,以使使用者可以同时购买1)一双鞋和2)一双定制的符合所买的鞋和使用者足部的矫形件。借助示例但不限于该示例,使用者可以从鞋店买鞋。不幸的是,制造商提供给所买的鞋的插件(鞋垫)对于使用者来说可能欠优化,因为制造商插件(鞋垫)无法将使用者足部下侧表面的压力分布弄成优化的生物机械定位。例如,制造商插件的弓形区域对于使用者来说可能太硬、太软、太高或太低,从而在使用者足弓下施加太大或太小的压力。幸运的是,使用者可以从矫形件贩卖机购买一双定制矫形件来重新优化分布使用者足部下侧表面的压力。每个售出的矫形件可以设置在制造商鞋垫顶部,重新优化分布施加到人体足部下侧表面的压力。可替代的并且优选的是,制造商插件(鞋垫)可以丢弃,且每个售出的矫形件可以置于鞋底上表面顶部。可替代的是,每个售出的矫形件可以置于制造商鞋垫和鞋底之间。根据各种因素,例如(所选的鞋子等),矫形件贩卖机可以推荐三种布置其中之一和/或告诉客户为什么推荐这种布置。相同的过程可以在医生办公室、诊所、或者其实任何人希望的任何地方,用于已有的鞋。
在矫形件贩卖机操作中,使用者可以站在贩卖机平台上。然后,贩卖机在使用者足部下侧表面像素化(pixilated)的小区域上测量使用者足部下侧表面的压力分布。客户选择了鞋子类型、样式和制造商之后,压力感知像素(pixel)移动就位,模拟制造商鞋垫轮廓。然后,贩卖机根据所选鞋子显示足部压力分布变化。接着,客户按下按钮,该贩卖机根据全面均衡足部压力的处方算法移动所述像素。这样将允许客户有效地感受新插件/矫形件的穿着感受。除了能感受潜在的新插件/矫形件的效果之外,客户将能在LCD触摸屏上看见由处方插件带来的矫正压力分布曲线显示。根据测量轮廓高度和测量压力分布,贩卖机可以在大约10至15分钟之内构造一双定制矫形件。因此,在一次造访鞋零售店过程中,使用者就可以从鞋零售店购买一双鞋,然后购买一双定制矫形件并将其带回家。贩卖机促进了矫形件销售,因为使用者不必等候别处构造的定制矫形件,这可能花费一至八个星期,而且贩卖机售出的矫形件价格可能比较合理。
矫形件贩卖机利用多个探头来测量高度轮廓和压力分布,所述多个探头可以操作来测量使用者每只足部下侧表面的高度和压力分布。探头可以包括杆部和六边形帽部。杆部可以具有长柱状结构。帽部可以具有平坦的远端末梢。平坦的远端末梢可以具有连接于此的转换器来感知压力。平坦的远端末梢集中起来形成平台。杆部可以确定尺寸和结构以接收在形成于支撑板件上的多个孔中。所述孔可以开有螺纹,并且所述杆部可以开有螺纹,从而螺纹插入该螺纹孔。所述多个孔和多个探头可以分成两组孔和探头。具体来说,左侧第一组探头和孔可以设置地大约距离右侧第二组探头和孔18英寸。第一和第二组探头和孔之间的距离可以根据使用站姿平均足部宽度而变化。
在贩卖机操作中,通过旋转杆部进出所述孔,平坦远端末梢可以竖直横移。杆部可以旋转,使得平坦远端末梢共同(即,所述平台)形成平坦表面。使用者可以左足部踏在第一组探头上而右足部踏在第二组探头上。转换器可以感知使用者足部下侧表面的压力,以获得关于使用者足部下侧表面如何支撑使用者重量的图谱化压力分布。
然后,使用者可以输入使用者购买的、将要购买的或打算购买的鞋的制造商和模型。通过取得所输入的鞋的内表面轮廓相关信息并横移探头远端末梢来模拟所取得的内表面轮廓,贩卖机可以模拟穿着该鞋的感受。这样告诉使用者不带定制矫形件时,所买的鞋穿着感觉如何。此时,转换器可以绘制使用者足部下侧表面的压力分布图谱。此后,贩卖机则可以横移探头来优化人体足部下侧表面的压力分布,以实现优化的生物机械定位。这样为使用者提供了带有定制矫形件时,所买的鞋穿着感受如何。探头竖直横移,直到使用者足部下侧表面的压力分布满足为该特定个人所选的机器诊断处方算法。所选鞋子内表面轮廓的相关信息、将压力分布变成优化生物机械定位的竖直横移的相关信息以及探头各个点上关联的图谱化压力分布的相关信息可以用来计算售出的矫形件的轮廓和硬度。
如果使用者决定购买定制矫形件,则贩卖机的计算机程序可以计算定制矫形件的具体轮廓、厚度和硬度,从而根据感知到的人体足部下侧表面压力分布以及感知到的高度轮廓来优化人体足部下侧表面的压力分布。
然后计算机可以指令矫形件模制装置(第一和第二种类型)或铣削装置根据定制矫形件的计算厚度和计算硬度来构造定制矫形件。在第一种类型的矫形件模制装置中,该装置可以包括可聚合材料输送系统、多个腔和构造板件。可聚合材料可以是两组份硅酮、聚氨酯或其他包括树脂和催化剂的材料。输送系统可以具有树脂储存器和催化剂储存器,它们分别用树脂和催化剂填充。树脂储存器可以连接到泵来将树脂输送到可横移地设置在所述多个腔每一个腔上方的树脂喷嘴的输出端。输送系统还可以具有由催化剂填充的催化剂储存器。催化剂储存器可以与泵连通,所述泵可操作来将催化剂输送到可横移地设置在所述多个腔每一个腔上方的催化剂喷嘴的输出端。树脂输出端和催化剂输出端可以具有细长结构,从而向所述多个腔每一个腔输送各树脂薄膜和催化剂薄膜。树脂喷嘴输出端和催化剂喷嘴输出端可以彼此紧靠,以使树脂薄膜和催化剂薄膜可以在设置到腔中时充分混合在一起。
根据定制矫形件的计算厚度和计算硬度,计算机可以指令所述喷嘴和泵将特定量和比例的树脂和催化剂输送到所述多个腔的每一个腔中。固结混合的树脂和催化剂时,形成多个柱形柱,所述多个柱形柱由其底部的薄膜或层保持在一起。具体来说,随着以树脂和催化剂填充所述腔,少量混合的树脂和催化剂挤出到相邻的腔中,形成所述层或膜。所述多个腔可以称作蜂巢件。
更具体地说,构造板件可以设置在蜂巢件下表面以下约0.030英寸处。混合的树脂和催化剂填充所述腔,且少量混合的树脂和催化剂跑出到构造板件上,分布在相邻的腔下方。随着以混合的树脂和催化剂填充每个腔,所述跑到构造板件上的少量混合的树脂和催化剂形成膜或层,将所述多个柱形柱以彼此固定的关系保持。
随着可聚合材料聚合,所述材料略微收缩,从而离开所述腔的室壁面。可聚合材料聚合之后,构造板件从蜂巢件降下,从蜂巢件去掉聚合的材料(即,多个柱形柱)。第一组腔可以具有左足一般形状的多个柱形柱,而第二组腔可以具有右足一般形状的多个柱形柱。在最终步骤中,可以用刀切割左矫形件和右矫形件的外周边。此外,织物或其他材料盖件可以连接到矫形件。这种材料还可以渗入银氧化物或其他杀细菌剂/杀真菌剂成分,用于气味控制和抗真菌控制。此后,矫形件可以呈送给客户。
优选用镍Teflon涂覆蜂巢件模制板件室壁面,以使可聚合材料不会粘到该室壁面,且可以容易滑出蜂巢件的腔。还优选将聚合后的材料推出所述腔。
可替代的是,第二种类型的矫形件模制装置可以包括两个单独的矫形件制造单元。第一矫形件制造单元可以为人的左足构造矫形件。而且,第二矫形件制造单元可以为人的右足构造矫形件。通过在基部层(例如,织物等)上铺设多个盘件,并将所述盘件彼此永久连接以及连接到所述基部层,矫形件制造单元可以构造矫形件。所述盘可以根据盘件的位置、数目和硬度而有选择地连接到基部层。每个矫形件制造单元可以具有料斗、管板件、分配板件、蜂巢件、基部层和构造板件。管板件可以构造有至少3列的多个管。每个管列的管可以以偏置方式纵向叠置,以增加每个管列的管的数量的纵向密度。一个料斗可以置于每个管列上方。每个料斗可以包含多个硬度相同的盘件。但是,不同料斗内的盘件可以具有不同硬度。例如,左料斗可以包含多个软盘件。中部料斗可以包含多个中等硬度的盘件。右料斗可以包含多个硬盘件。
料斗可以具有4个侧壁,它们限定内部体积。料斗可以具有顶盖,其可拆卸地耦接到这4个侧壁顶部。料斗底部具有多个孔,它们确定尺寸和结构来接收相应的一个管。料斗可以用盘件填充且顶盖置于料斗上,防止任何盘件在操作中掉出料斗。
当料斗、管板件和分配板件处于图11所示位置时,料斗沿着Y正负方向快速横移。随着料斗上(见图12)下(见图13)移动,料斗内的盘件开始填充每个管,如图12所示。当盘件填满管时,料斗竖直往复移动中止。此时,每个管列的管具有多个填充于其中的盘件。不同硬度的盘件填充在每个管列中。分配板件则沿着Z负方向横移,直到分配板件的多个孔沿着X方向对准管列。随着分配板件沿着Z负方向横移,管中的盘件滑到分配板件顶表面上。当分配板件的孔对准X方向的管时,管板件沿着X负方向横移(见图14和15),直到管竖直对准孔,如图15所示。此时,管中的多个盘件滑下,进入分配板件的孔中。分配板件的孔底部边缘具有内部向内导向的边缘,防止盘件掉出分配板件的孔。然后管板件沿着X正方向横移,且分配板件沿着Z正方向横移,如图11所示。
然后多个盘件位移到蜂巢件中,并经由柱销将盘件推过分配板件底表面,而使盘件位于基部层上,如图11和16所示。一旦盘件穿过分配板件的底表面掉下,则盘件接收在蜂巢件的孔中,且位于基部层上,如图17所示。基部层设置在构造板件上。构造板件和蜂巢件底表面不存在第一种类型的矫形件模制装置所述的那种间隙。而是基部层接触蜂巢件底表面,从而不允许盘件偏离与蜂巢件的孔对准的关系。蜂巢件和基部层沿着X正负方向横移,直到蜂巢件的孔填充了适当数量和硬度的盘件。
蜂巢件的每个孔可以填充一个或多个硬度相同或不同的盘件。因此,蜂巢件的每个孔可以填充一个或多个软盘件,一个或多个中等硬度的盘件,一个或多个硬盘件,或它们的任意组合。以此方式,蜂巢件的每个孔可以填充两个或多个硬度不同的盘件来构造定制矫形件。
根据人体足部下侧表面计算高度轮廓和压力分布,矫形件贩卖机确定插入蜂巢件每个孔的盘件数目和盘件硬度。而且,根据所确定的厚度和硬度,用盘件经由本文所述方法塑造矫形件。
在图11中,虽然仅示出了一个柱销,但是多个柱销可以定位在分配板件的孔上方。每个柱销可以向下推分配板件内的盘件。柱销可以精确竖直横移,以使柱销可以仅将选定数目的盘件位移到蜂巢件的孔中。
特定硬度、正确数目的盘件填充在蜂巢件的适当孔中之后,盘件彼此永久连接并永久连接到基部层。借助示例但不限于该示例,盘件每一侧可以具有RF能量激活的粘结剂。在数量和类型正确的盘件设置在蜂巢件的孔中之后,盘件和基部层可以暴露于RF能量,这样将永久彼此连接盘件并将盘件连接到基部层。对基部层和盘件进行最终切割,使其形成人体鞋子的内周边形状,以使定制构造矫形件可以插入人体鞋子中。
以上述方式形成的矫形件可以以相反的方式构造。
在第三种形成矫形件的方法中,该方法借助铣削装置,该装置具有入口端口、层压部分和铣削部分。入口端口配置成将接近矫形件最终形状的坯料对准铣削装置。矫形件坯料可以固紧到加工压板,且接着借助铣削头进行铣削。铣削头根据使用者足部下侧表面测量压力分布铣削矫形件坯料,从而将使用者的足部置于优化生物机械位置。在借助铣削头铣削矫形件坯料之后,可以将覆盖层连接到左右矫形件顶表面。
以上述关于铣削装置的方式形成的矫形件可以以右侧朝上的方式构造。
贩卖机还可以包括显示器,其操作来显示指令,以引导购买者或使用者操作贩卖机。显示器还可以提供感知到的有关人体足部下侧表面压力分布的信息。
计算机还可以具有通信端口,用来为非现场服务器、金融机构或医生(即,足部医生)提供通信路径。所述服务器可以操作,将有关多个鞋内表面的信息传输给贩卖机。所述服务器还可以操作,来接收连接贩卖机各部件的多个传感器的信息,用于维护等。所述通信端口可以与金融机构通信,以从使用者的信用卡帐户或银行帐户划款,以使使用者可以为定制矫形件付款。而且,通信端口可以为医生提供通信路径,用于在线、虚拟或电话咨询。贩卖机可以广告特定的产品和/或将客户引荐给足部医生、治疗医师等。
附图说明
本文公开的各种实施例的所述特征和其他特征和优势,参照以下说明和附图,将会得到更好的理解,其中类似数字始终指代类似部件,且其中:
图1是矫形件贩卖机的透视图,其中该机器的计算机与服务器、金融机构和/或医生借助通信路径通信;
图2是图1所示矫形件贩卖机测量装置和第一种类型的矫形件模制装置的透视图;
图2A是测量装置放大视图,图示了多个探头螺纹插入支撑板件的多个孔中;
图2B是图2A所示探头的分解视图,其中探头具有杆部和帽部;
图3是图2所示测量装置和模制装置的前视图,图示了可横移地设置在腔上方的喷嘴;
图4是图2所示测量装置和模制装置的侧视图;
图5是多个腔的放大顶视图;
图6是图5所示腔的截面图,图示了设置在腔上方的喷嘴和每个腔中不同量的树脂和催化剂;
图6A是图5所示的腔的截面图,图示了固结的树脂/催化剂混合物,其中混合物固结后收缩;
图7A是以第一种类型的矫形件模制装置生产、置于制造商鞋垫顶部的矫形件视图;
图7B是以第一种类型的矫形件模制装置生产、置于鞋底顶部的矫形件视图;
图7C是以第一种类型的矫形件模制装置生产、插置在鞋底和制造商插件之间的矫形件视图;
图8是图7A的放大视图;
图9是足部显示,图示了人体足部下侧表面图谱化的压力分布;
图10是用贩卖机生产矫形件的方法流程图;
图11是第二种类型的矫形件模制装置透视图;
图12是填充有盘件并向上横移的料斗、管板件和分配板件的截面图;
图13是向下横移的料斗截面图,其结合图12所示的向上移动,用填充在料斗中的盘件填充管;
图14是管板件和分配板件的截面图,其中分配板件的孔不对准,以使料斗如图12所示向上横移和如图13所示向下横移时,盘件不会填充管;
图15是管板件和分配板件的截面图,其中分配板件的孔对准,以使盘件填充在管板件的管中,用于以盘件填充管板件的孔;
图16是柱销、分配板件、基部层和构造板件的截面图,选定数目的盘件将被推入蜂巢件的每个孔中;
图17是柱销、分配板件、基部层和构造板件的截面图,图示了蜂巢件、基部层和构造板件可以穿过分配板件的孔列横移,用来以不同硬度的盘件填充蜂巢件的任何一个孔;
图18A是以第二种类型的矫形件模制装置生产、置于制造商鞋垫顶部的矫形件视图;
图18B是以第二种类型的矫形件模制装置生产、置于鞋底顶部的矫形件视图;
图18C是以第二种类型的矫形件模制装置生产、插置在鞋底和制造商鞋垫之间的矫形件视图;
图19是图18A的放大视图;
图20是铣削装置的透视图;
图21是测量装置第二实施例的透视图;
图22A是图21所示测量装置的放大视图,图示了多个探头螺纹插入支撑板件的多个孔中;
图22B是图22A所示测量装置的前视图,其中探头具有杆部和帽部和压力传感器衬垫;
图23是图21所示测量装置的前视图;
图24A是以铣削装置生产、置于制造商鞋垫顶部的矫形件视图;
图24B是以铣削装置生产、置于鞋底的矫形件视图;
图24C是以铣削装置生产、插置在鞋底和制造商插件之间的矫形件视图;
图25是图20所示铣削装置侧视图;
图25A是层压部分的加热块的顶部截面图;
图26是与铣削装置结合使用的矫形件坯料的顶透视图;
图27是铣削装置的加工压板顶透视图;
图27A是带有三个可设置在加工压板上的不同矫形件坯料其中之一的加工压板侧向截面图;
图28是较之图20所示入口部分的替代入口部分以及图27A所示坯料的替代物;和
图29图示了图28所示替代坯料。
具体实施方式
现在参照图1,图示了矫形件贩卖机10,其可以针对或结合待购鞋的鞋垫轮廓,测量使用者足部下侧表面的高度轮廓和压力分布,并在大约10至15分钟内,基于所测量的高度轮廓和测量的压力分布制造一双定制矫形件12。也可以针对或结合待购鞋的鞋垫轮廓来这样做。从测量到为使用者提供定制的矫形件12较短的时间周期允许购买者在单次光顾鞋零售店的期间购买鞋子并使所述鞋与定制的矫形件12适合。
矫形件贩卖机10可以包括显示器14、计算机、测量装置16(见图2和21);以及模制装置18(见图2和11)或铣削装置284(见图20)。买鞋者或使用者可以从鞋零售店买鞋(例如,跑鞋、网球鞋、高尔夫球鞋、休闲鞋等)。售鞋人员则可以建议买鞋者买一双定制矫形件12以矫正因制造商鞋插件(鞋垫)20(见图7A、7B和7C、18A、18B和18C以及24A、24B和24C)的原因而导致使用者足部下侧表面压力分布的任何欠优化。买鞋者使用矫形件贩卖机10来体验不穿一双定制矫形件12和穿着它时的感受,从而使用者决定是否想买定制矫形件12。
使用者可以踏上测量装置16(见图1、2和21)的左平台22a和右平台22b,测量使用者足部下侧表面的高度轮廓和压力分布。具体来说,测量装置16可以包括支撑板件24。支撑板件24可以具有左侧第一组孔26a和右侧第二组孔26b,如图2和21所示。左侧第一组30a(见图2)和右侧第二组30b(见图2)的每一个探头28(见图2A和2B)具有杆部32和六边帽部34,所述帽部连接到杆部上末端,如图2A和2B所示。可替代的是,第一和第二组30a,b的每个探头28具有杆部32和连接到该杆部上末端的方形帽部286,如图22、22A和22B所示,而压力传感器衬垫288设置在方形帽部286共同顶表面290上。探头28测量使用者足部下侧表面的高度轮廓和压力分布。杆部32和孔36可以开有螺纹,以使杆部32螺纹接收在孔36中。杆部32螺纹连接到孔36中,直到六边帽部34或方形帽部286的底表面38接触支撑板件24上表面40。六边帽部34或方形帽部286的顶表面共同形成左右平台22a、b。
第一组26a的孔36可以与相邻孔36均匀隔开。同样,第二组26b的孔36可以与相邻孔36均匀隔开。第一和第二组26a、b的孔36各自包括500个孔36,均匀分布在约6英寸乘约13英寸(定制平台可以具有更大的尺寸)的区域中。探头28可以插入第一和第二组26a、b的各孔中,探头六边帽部34或探头方形帽部286顶表面42共同形成平台22a、b。第一和第二组26a、b的孔36可以彼此分开,以允许使用者的左足和右足分别站在平台22a和22b上。优选第一和第二组26a、b的孔36彼此隔开约18英寸。左足和右足形状标记可以设置在平台22a、b上,用来告诉使用者应该将其左足和右足分别站在平台22a、b顶部。
如图2和21所示,支撑板件24可以由多个凸柱44支撑,所述凸柱有选择地布置在该板件周边周围。凸柱44可以支撑在机盖板件46顶部上。机盖板件46可以固定连接到基部机盖47(见图1)。机盖板件46可以具有另外两个孔48a、b,其尺寸和轮廓分别大于第一和第二组30a、b探头的杆部32的集结区域。
探头28可以在完全缩回和完全展开位置之间竖直横移。通过顺时针或逆时针旋转杆部32,可以将探头28在完全缩回位置和完全展开位置之间横移。此外,在探头28竖直横移的同时,六边帽部34或方形帽部286不旋转,而只是竖直横移。具体来说,六边帽部36或方形帽部286可以卡入螺纹杆部32的远端上,如图2B和22B所示。六边帽部34或方形帽部286可以彼此紧靠设置。将杆部38旋转进出孔36,六边帽部34或方形帽部286可以竖直抬高或降低。六边帽部34或方形帽部286不会随着杆部28而旋转,因为六边帽部侧面50或方形帽部侧面287靠接相邻六边帽部34或方形帽部286的侧面。
对于六边帽部34来说,六边帽部34平坦顶表面42可以具有连接到其上的压力传感器52(例如,转换器)。每个六边帽部34可以在其外表面上具有铍铜54,并与相邻六边帽部34上的铍铜54接触对准。相邻六边帽部34上的铍铜因该六边帽部侧面50的向外弓形而彼此保持电接触。铍铜54提供从每个压力传感器52到计算机的通信路径,以使计算机可以从每个压力传感器52获得感知到的压力。可替代的是,或者与铍铜互联组件相结合,可以使用个别置于或并排置于每个压力感知设备处的选频RFID设备来查询每个压力传感器。
可替代的是,对于方形帽部286来说,方形帽部286共同平坦顶表面可以具有配合于其上的压力传感器衬垫288。至少一个压力传感器衬垫288可以设置在每个左右平台22a、b上。压力传感器衬垫288可以与计算机电气通信。压力传感器衬垫288可以操作以感知使用者足部下侧表面压力分布并将该压力分布传达到计算机。
杆部32可以经由设置在基部板件58上的6个步进马达56(见图2和21)来旋转。步进马达56可以横向设置在每个杆部32以下。3个步进马达56可以设置在第一组30a的探头28以下,而其他3个步进马达56可以设置在第二组30b的探头28以下,如图3和23所示。步进马达56可以具有六边形远端末梢60(见图2和21),该远端末梢60可以啮合到形成在杆部32下远端62(见图2A和22A)上的六边形凹部中。步进马达56可以沿着顺时针方向和逆时针方向旋转六边形远端末梢60,从而将杆部32旋转进出孔36,用来抬高或降低六边帽部34或方形帽部386并改变平台22a、b的轮廓。步进马达56的每个六边形远端末梢60具有渐缩结构。在该末梢60和凹部非成角度对准的情况下,该渐缩结构允许六边形远端60啮合该六边形凹部。计算机和所述步进马达56彼此通信,以确定每个探头28竖直横移的量。
在图21所示实施例的方面,中部步进马达56设置在第一和第二组探头28以下,可以具有多个可旋转六边形远端末梢60。每个中部步进马达56可操作来旋转所述多个六边形远端末梢60。优选每个中部步进马达56可操作来旋转4个六边形远端末梢60。而且,所述多个六边形远端末梢60每一个可以啮合形成在杆部32下远端62上的各个六边形凹部,如上所述。
还考虑了六边形远端末梢60可以具有其他配置,诸如三角形、八边形等。
在操作中,步进马达56远端末梢60可以处于缩回位置。步进马达56可以在杆部32以下水平横移,而步进马达56远端末梢60不与杆部32下远端62干涉。X和Y运动控制系统64(见图3和23),在以下详细论述,沿着X和Y方向横移步进马达56,以使远端末梢60与杆部32六边形凹部对准。步进马达56将其远端末梢60横移到展开位置。可以利用弹簧66(见图2和21)朝向展开位置偏压远端末梢60。随着远端末梢60从缩回位置横移到展开位置,远端末梢60啮合杆部32六边形凹部。如果远端末梢60和凹部不对准,则远端末梢60的渐缩结构将旋转远端末梢60和所述凹部形成对准关系,以使远端末梢60可以啮合所述凹部。步进马达56可以将杆部32旋转进出孔36,以改变平台22a、b的轮廓。此后,步进马达56可以将远端末梢60横移到缩回位置。X和Y运动控制系统64可以横移步进马达56,以调节不同探头28。步进马达56沿着X和Y方向横移以及远端末梢60沿着Z方向横移的每个循环占用的时间少于约1/2秒。因此,调节全部探头28可能占用约1分钟,只要每只足部需要调节的探头平均数目约为300个探头28即可。
使用者可以将其左右足分别踏在左右平台22a、b上。探头28的六边帽部34可以竖直横移,直到它们位于共同的平面(例如,平坦)内,并且压力传感器52或压力传感器衬垫288可以感知压力并将感知到的压力传达给计算机。计算机可以在显示器14上向使用者显示感知到的压力,以使他的足部压力分布可视化。压力分布显示器的一种示例在图9中示出。
显示器14可以请求使用者输入已购鞋或将要购买的鞋的产品、模型和尺寸。计算机将获得所输入鞋子的内表面轮廓,该轮廓可以是制造商插件(鞋垫)20的足部接触表面。计算机还可以指令探头28竖直横移,直到平台22a、b模拟出所输入的鞋的所获得的内表面轮廓为止。这样就告诉了使用者不带定制矫形件12时,穿着所述鞋子是什么感受。
压力传感器52或压力传感器衬垫288可以感知使用者足部下表面的压力并将该信息传递到计算机。此时,计算机可以告诉使用者在平台22a、b上保持不动,直到探头再次调节以重新优化使用者足部下表面的压力分布为止。这样给使用者提供了定制矫形件12插入所买鞋子的模拟感受。而且,使用者能并排比较带或者不带定制矫形件12的鞋子的感受,以做出知情决定是否要购买定制矫形件12。使用者可以按压按钮在两种模式下切换。
使用者可以购买三种类型的定制矫形件12。在第一种类型中,定制矫形件12置于制造商插件(鞋垫)20顶部,如图7A、18A或24A所示。在第二种类型中,定制矫形件12替代制造商鞋插件(鞋垫)20,如图7B、18B或24B所示。在这方面,鞋内表面轮廓是鞋底的上表面。在第三种类型中,定制矫形件12插置在制造商插件(鞋垫)20和鞋底68之间,如图7B、18B或24B所示。在调节上述探头28期间,探头顶表面42的高度和施加到压力传感器52的压力可以记录在计算机存储器中,用于后续处理。计算机可以根据所记录的高度和压力计算定制矫形件12的厚度和硬度。此外,计算机可以根据定制矫形件12是否置于制造商插件(鞋垫)20顶部、定制矫形件12是否插置在制造商插件(鞋垫)20和鞋底68之间、或定制矫形件12是否替代了制造商鞋插件(鞋垫)20来计算定制矫形件的厚度和硬度。
计算机计算完定制矫形件12的厚度和硬度之后,然后计算机指令矫形件模制装置18(见图2、3和4;和图11-17)或矫形件铣削装置284(见图20和25)根据计算出的厚度和硬度制造定制矫形件12。
在第一种类型的矫形件模制装置18中,该装置可以包括可聚合材料输送系统70(见图2和4)、多个腔72(见图2和3)和构造板件74(见图3)。可以用可聚合材料制造定制矫形件12。借助示例并不限于该示例,可聚合材料可以是包括树脂和催化剂的两组份硅。还考虑可以使用其他可以加热固化、光致固化或UV固化的可聚合材料,诸如但不限于聚氨酯、特定的其他苯乙烯、丁基和聚丙烯化合物。输送系统70可以包括树脂输送子系统和催化剂输送子系统,基于计算出的厚度和硬度,分别向各腔以特定数量和特定比例传送树脂和催化剂。树脂子系统可以包括树脂储存器76(见图2),其可以用树脂填充。树脂储存器76可以与左矫形件树脂泵78a和右矫形件树脂泵78b流体连通,如图2和4所示。借助示例但不限于该示例,泵78a、b可以是蠕动泵。左右矫形件树脂泵78a、b可以分别与左右树脂挠性管80流体连通,如图4所示。而且,左右树脂挠性管80可以分别与左右矫形件树脂喷嘴82a、b流体连通,如图3所示。左矫形件树脂喷嘴82a可以可横移地设置在第一组腔84a每一个腔的上方,而右矫形件树脂喷嘴82b可以可横移地设置在第二组腔84b每一个腔的上方。
同样,催化剂输送子系统可以包括催化剂储存器86,其可以用催化剂填充,如图2所示。催化剂储存器86可以与左矫形件催化剂泵88a和右矫形件催化剂泵88b流体连通。借助示例但不限于该示例,泵88a、b可以是蠕动泵。左右矫形件催化剂泵88a、b可以分别与左右催化剂挠性管90(见图4)流体连通。而且,左右催化剂挠性管90可以分别与左右矫形件催化剂喷嘴92a、b流体连通,如图3所示。左矫形件催化剂喷嘴92a可以可横移地设置在第一组腔84a每一个腔的上方,而右矫形件催化剂喷嘴92b可以可横移地设置在第二组腔84b每一个腔的上方。
而且,左矫形件树脂喷嘴82a可以紧靠左矫形件催化剂喷嘴92a设置,以充分混合可聚合材料的树脂和催化剂。喷嘴82a、92a可以各自具有结构细长的输出端94a、b(见图6)。例如,每个输出端94a、b可以约为0.030英寸长、0.010英寸宽。输出端94a、b可以限定中心线96a、b,该中心线在角部100处彼此交叉成约3度至约15度的角,且优选交叉成约6度角。喷嘴82a、92a可以彼此紧靠,而输出端94a、b的中心线96a、b可以在角部100处彼此相交,以使树脂与催化剂在它们喷入每个腔的时候有效混合。
同样,右矫形件树脂喷嘴82b可以紧靠右矫形件催化剂喷嘴92b设置,以充分混合可聚合材料的树脂和催化剂。喷嘴82b、92b各自具有类似左矫形件树脂和催化剂喷嘴82a、92a的细长结构。喷嘴82b、92b可以彼此紧靠,而输出端的中心线在角部彼此相交,以使树脂与催化剂类似左侧树脂和催化剂喷嘴82a、92a那样有效混合。
左侧树脂和催化剂喷嘴82a、92a(见图3)可横移地设置在左侧腔组84a(见图2)每一个腔上方。同样,右侧树脂和催化剂喷嘴82b、92b(见图3)可横移地设置在右侧腔组84b(见图2)每一个腔上方。借助X和Y运动控制系统64(见图3),喷嘴82a、92a和82b、92b可以分别横移到左侧腔组84a和右侧腔组84b的腔上方。更具体地说,喷嘴82a、92a和82b、92b可以连接到基部板件58(见图2)的下侧。基部板件58可以安装到滑块和螺纹块102,如图2所示。螺纹块102可以螺纹连接到球形螺钉104,其滑块可以具有孔(例如,圆形、方形等),相应的杆106滑动插入其中。球形螺钉104可以连接到马达108,该马达旋转球形螺钉104并使基部板件58连同喷嘴82a、92a和82b、92b沿着X方向横移。球形螺钉104和杆106可以安装到螺纹块110和滑块112。球形螺钉114可以螺纹连接到螺纹块110,而滑块112可以具有孔,相应的杆116滑动插入其中。球形螺钉114可以连接到旋转马达118,该马达旋转球形螺钉114并使基部板件58连同喷嘴82a、92a和82b、92b沿着Y方向横移。以此方式,喷嘴82a、92a和82b、92b可以沿着X方向和Y方向横移,以使喷嘴82a、92a和82b、92b可以分别定位在左侧腔组84a和右侧腔组84b的任何一个腔上方。第一组腔和第二组腔84a、84b的每一个腔可以具有蜂巢结构,如图5所示。具体来说,腔120可以彼此紧靠。每个腔120可以具有6个室壁面122,每个室壁面122由相邻的腔120所共用。每个腔120介于相对室壁面122之间的宽度124可以约为0.43英寸。室壁面122可以约为75微米厚。可替代的是,第一和第二组腔84a、b可以形成在板件上。所述板件可以钻出多个孔,每个孔的直径约为0.43英寸。
构造板件74可以设置在腔120下面,如图3和4所示。更具体地说,如图6所示,构造板件74上表面126可以设置在所述腔下表面128以下约0.030英寸处。对于每个腔来说,可聚合材料可以设置在构造板件74上并填充腔120。一少部分注射材料被挤出到构造板件74上的相邻腔120下面。被挤出到相邻腔的这一少部分共同形成层130,该层空间地固定材料柱形柱132之间的关系。
喷嘴82a、92a和82b、92b可以设置在腔120上方,如图6所示。根据定制矫形件120计算厚度和计算硬度,泵78a、b、88a、b可以将特定量和比例的树脂和催化剂传送到每个腔120中。例如,如图6所示,树脂和催化剂可以注入第一腔120a。相邻腔120b、120c可以具有少量树脂和催化剂。而且,根据定制矫形件12的计算厚度和计算硬度,每个腔120a-c可以具有不同比例的树脂和催化剂,以制作较硬或较软的柱形柱132。此外,注入每个腔120的树脂和催化剂的比例可以竖直变化。例如,靠近柱形柱132底部134的材料可以较硬而靠近柱形柱132顶部136的材料可以较软。树脂和催化剂不仅填充在腔120中,而且填充在腔120下表面128和构造板件74上表面126之间的空间中,从而形成将全部柱形柱132保持在一起的层130。而且,可聚合材料可以在柱形柱132上表面138上形成月牙形。优选可聚合材料浸润(wet)室壁面122,以使该月牙形具有凹陷结构。还考虑该月牙形可以具有凸起结构。随着可聚合材料聚合,所述材料略微收缩,从而将其自身从室壁面122侧部释放,如图6A所示。室壁面侧部可以涂覆镍Teflon以协助所述材料从室壁面122释放。聚合之后,构造板件74可以降低,从多个腔120取下聚合后的材料。将聚合后的材料推出多个腔120,以使聚合后的材料可以从多个腔120中取出。刀具可以切割聚合后的材料外周边,以形成左右矫形件12。
此外,织物或其他材料盖件可以连接到定制矫形件12,以防止定制矫形件12将使用者的足部磨出水泡。例如,可以将尼龙辊子140靠近构造板件74设置,如图4所示。尼龙织物141可以插置在构造板件74上表面126和腔120下表面128之间。混合后的树脂和催化剂可以注入腔120并沉积在尼龙织物141上。在聚合阶段,混合后的树脂和催化剂可以连接到尼龙织物141。此外,盖件材料可以包含特定设计的时刻释放的杀细菌剂和杀真菌剂,它们渗透到织物盖件中,用来控制足部气味和真菌,以防止感染情形诸如运动员足部(athlete foot)或使其最小化。
使用者可以将左右矫形件12置于制造商鞋插件(鞋垫)20顶部,如图7A和8所示。可替代的是,使用者可以将左右矫形件12置于鞋底68顶部,如图7B所示。更具体地说,左右矫形件12的月牙侧可以接触鞋子鞋底68的上表面144(见图7B)。凹形月牙像吸盘一样将矫形件12连接到鞋底68。可替代的是,矫形件12可以插置在制造商插件20和鞋底68之间(见图7C)。全部三种布置中,矫形件是倒置的。
在第二种类型的矫形件模制装置18中,该装置可以包括两个单独的矫形件制造单元250。图11-17仅图示了其中一个矫形件制造单元250。第一矫形件制造单元250可以为人体左足构造矫形件。而第二矫形件制造单元250可以为人体右足构造矫形件。可替代的是,示于图11-17的矫形件制造单元250可以具有蜂巢件252,其足够大,带有足够数目的孔254来配合左矫形件和右矫形件。在基部层258(例如,织物等,见图11、16和17)上铺设多个盘件256(见图12)并将盘件256彼此永久连接且连接到基部层258,以使矫形件制造单元250可以构造矫形件。根据盘件256的位置、数目和硬度,盘件256可以有选择地连接到基部层258。
每个矫形件制造单元250可以具有料斗260、管板件262、分配板件264、蜂巢件252、基部层258和构造板件74。管板件264可以由至少三列266a、b、c的多个管来构造。每一列的管268可以按照偏置方式纵向叠置,以增加每列管266的管268数量的纵向密度,如图11所示。虽然图11仅图示了一个料斗260,位于右侧管列266c上方,但是一个料斗260可以置于每列266的管268的上方。每个料斗260可以包含多个硬度相同的盘件256。而且,不同料斗260中的盘件256可以具有不同硬度。例如,左料斗260可以包含多个软盘件。中部料斗260可以包含多个中等硬度的盘件。而右料斗260可以包含多个硬盘件。
料斗260可以具有4个侧壁,它们限定内部体积。料斗260可以具有顶盖,其可拆卸地耦接到4个侧壁顶部。料斗260底部可以具有多个孔,这些孔确定尺寸和结构来接收相应一个管268。料斗260可以以盘件268填充(见图12和13)且顶盖置于料斗260上以防止操作期间任何盘件256掉出料斗260。形成在料斗底部的多个孔可以确定尺寸和结构,以使盘件256不会在管268和所述孔之间滑出料斗260。
在料斗260、管板件262和分配板件264处于图11所示位置时,料斗260沿着Y正负方向快速竖直横移,以使管268由盘件256来填充。随着料斗260上(见图12)下(见图13)移动,料斗260中的盘件256开始填充每个管268,如图12所示。管268被盘件256填满时,料斗竖直往复移动中止。此时,每个管列266的管268具有填充于其中的多个盘件256。不同硬度的盘件256可以填充到每个管列266中。例如,左管列266a的管268可以填充软盘件,中部管列266b的管268可以填充中等硬度的盘件,而右管列266c的管268可以填充硬盘件。然后,分配板件264沿着Z负方向横移,直到分配板件264的孔270对准X方向上的管268。随着分配板件264沿着Z负方向横移,管268中的盘件256滑到分配板件264顶表面272(见图12)上。当分配板件264的孔270对准管268时,管板件264沿着X负方向横移(见图14和15),直到管268竖直对准分配板件264的孔270,如图15所示。此时,管268中的多个盘件256下滑到分配板件264的孔270中。分配板件264的孔270底部边缘具有内部向内导向的边缘274(见图14和15),这样防止了盘件256掉出分配板件264的孔270。此时,分配板件264的左孔列276a可以具有软盘件,分配板件264的中部孔列276b可以具有中等硬度的盘件,而分配板件264的右孔列276c具有硬盘件。然后,管板件262沿着X正方向横移,而分配板件264沿着Z正方向横移,如图11所示。
然后,以柱销280将盘件256推过分配板件264的底表面278,以使多个盘件256位移到蜂巢件252中并到达基部层258上,如图11和16所示。一旦盘件256穿过分配板件264底表面278下降,则盘件256就接收在蜂巢件252的孔254中并接收在基部层258上,如图17所示。基部层258设置在构造板件74上。构造板件74和蜂巢件252底表面282(见图16和17)不存在第一种类型的矫形件模制装置18中所述的间隙。而是基部层258接触蜂巢件252底表面282,以使盘件256不能移动偏离与蜂巢件252孔254的对准关系。蜂巢件252和基部层258沿着X正负方向横移。根据先前获得的测量高度轮廓和压力分布,柱销280将具有特定硬度、特定数目的盘件256推入蜂巢件252的孔254中,直到蜂巢件252的孔254填充有适当数目和硬度的盘件256为止。
蜂巢件252的每个孔254可以填充一个或多个厚度相同或不同的盘件256。因此,蜂巢件252的每个孔254可以填充一个或多个软盘件256,一个或多个中等硬度的盘件256,一个或多个硬盘件256,或者它们的任意组合。以此方式,蜂巢件252的一个孔254可以填充两种硬度不同的盘件256,以构造定制矫形件。
根据使用者足部下侧表面的高度轮廓和压力分布,矫形件贩卖机确定插入蜂巢件252每个孔254的盘件256数目和盘件256硬度。而且,借助本发明所述方法,根据所确定的厚度和硬度,矫形件贩卖机以盘件256构建矫形件。
在图11中,虽然仅示出一个柱销280,但是多个柱销280可以定位在分配板件264的孔270上方。每个柱销280可以将分配板件264中的盘件256下推到蜂巢件252的孔254中。柱销280可以借助伺服马达而精确竖直横移,以使柱销280可以仅将选定数目的盘件256移入蜂巢件252的孔254中。
特定硬度、正确数目的盘件256填充到蜂巢件252的适当孔254中之后,盘件256彼此永久连接并连接到基部层258。借助示例但不限于该示例,盘件256每一侧具有RF能量激活的粘结剂。正确数目和类型的盘件256沉积在蜂巢件252的孔254中之后,将盘件256和基部层258暴露于RF能量,这样将把盘件256永久彼此连接并连接到基部层258。考虑了可以使用任何能将盘件256彼此连接并连接到基部层258的方法。将基部层258和盘件256最后切割成人体鞋的内周边的形状,以使定制构造的矫形件可以插入鞋中。
盘件256可以具有平坦圆形。盘件256可以约为5微米厚,且直径约为9mm。考虑了可以使用适合该场合的任何直径和厚度的盘件。管板件262的管268可以具有倾斜的入口,以允许在料斗260快速上下横移时,盘件256滑入管268中。分配板件264的孔270可以确定尺寸和结构来从管板件262接收盘件256。分配板件264的孔270示为圆孔,但是还考虑了分配板件264的孔270可以具有其他结构,诸如方形、五边形等,只要盘件256可以从管板件262接收在其中并且不会从分配板件264的底表面278掉出即可。蜂巢件252的孔254也示为圆孔,但是也考虑了蜂巢件252的孔254可以具有其他结构,诸如方形、五边形等,只要盘件256可以从分配板件264接收在其中并且将盘件256保持在堆叠结构即可。
针对第二种类型的矫形件模制装置18所述的基部层258可以具有针对第一种类型的矫形件模制装置18所述的相同特性并同样处理。
现在参照图18A-18C和19,以类似于图18A和19所示的方式,使用者可以将借助第二种矫形件模制装置构造的左右矫形件12置于制造商鞋衬垫20顶部。可替代的是,使用者可以将左右矫形件12置于制造商鞋底68顶部,而舍弃鞋垫20,如图18B所示。左右矫形件12的盘件侧可以接触鞋底68。可替代的是,矫形件12可以插置在制造商鞋垫20和鞋底68之间(见图18C)。类似的是,左右矫形件12的盘件侧可与鞋底68接触。如图18A-18C所示,矫形件12以倒置方式构造。
关于铣削装置284,该装置可包括入口部分292、层压部分294、铣削部分296和加工平台298,如图20和25所示。
入口部分292可以包括入口端口300和一对上下夹持件302、304。入口端300可以具有孔306(见图20),其确定尺寸和结构来接收接近矫形件最终(net)形状的左右坯料308a、b(见图20、25和26);和覆盖层320(见图20和25),其设置在接近矫形件最终形状的左右坯料308a、b顶部。更具体地说,入口端口300的孔306可以具有细长开口,带有形成在入口端口300开口上侧的中部轨道312(见图20)。中部道轨312可以确定尺寸和形状来接收矫形件坯料308的导轨314。如图26所示,矫形件坯料308可以设置为接近矫形件最终形状的左右坯料308a、b。左矫形件坯料308a和右矫形件坯料308b可以由一组腹板316彼此连接。导轨314向上伸出到左右矫形件坯料308a、b顶表面以上,并具有平直细长结构。矫形件坯料308a、b的导轨314接收在入口端口300的中部轨道312(见图20)中时,左右矫形件坯料308a、b沿着X方向对正或对准。使用者继续将覆盖层310和接近矫形件最终形状的矫形件坯料308推过入口端口300。当矫形件坯料308引导边缘320(见图26)接触上下夹持件302、304时,上下夹持件302、304将覆盖层310连同左右矫形件坯料308a、b一起向层压部分294横移。在上下夹持件302、304夹紧矫形件坯料308时,矫形件308导轨314也接收在形成于上夹持件302中的凹槽322内(见图20)。因此,中部轨道312和上夹持件302沟槽322沿着X方向相对于铣削装置284对正矫形件坯料308。
如图25所示,层压部分294可以包括加热块324、加热元件326和可加热/可压缩凝胶328,它们借助螺钉329和马达331可横移地共同布置在缩回位置、接收位置和伸展位置之间。在接收位置时,矫形件坯料308导轨314可接收在形成于层压件294下侧的任选平直凹槽354中(见图25A)。凹槽354可以由左右凝胶328形成,或在加热块324下表面上加工。随着上下夹持件302、304将矫形件坯料308进一步横移到层压部分294中,导轨314在形成于层压件294下侧的平直凹槽354中滑动。上下夹持件302、304将矫形件坯料308以足够的速度横移到层压部分294中,以使导轨314引导边缘330冲击位于加热块324前部的限位开关332。在导轨314接触限位开关332时,辊子302、304可以停止旋转。此外,这样将使矫形件坯料308沿着Y方向相对于铣削装置284对正或对准。如果左右矫形件坯料308a、b在层压部分294中对准,则左矫形件坯料308a和右矫形件坯料308b可以搁置在一对加工压板334(见图25、27和27A)上。左右加工压板334其中之一的顶透视图在图27中示出。此时,矫形件坯料308沿着X和Y轴相对于铣削装置284对正或对准。加工压板334可以具有3个孔336,它们确定尺寸和结构来滑动接收螺纹螺栓338(见图25和27A)。螺纹螺栓338(见图25和27A)可以向上横移,穿过加工压板孔336并旋转,从而接收在矫形件坯料308上的各螺纹孔340(见图26和27A)中。螺纹螺栓338啮合矫形件坯料308的螺纹孔340并将矫形件坯料308固紧在加工压板334上。螺栓338可以借助设置在加工压板334下面的马达342竖直横移并旋转。
矫形件308a、b固紧到加工压板334之后,层压件294可以具有多个柱销366(见图25和25A),这些柱销接收在覆盖层310的相应孔368中,从而将覆盖层310从矫形件坯料308抓走或抬起,并将覆盖层暂时保持在可加热/可压缩凝胶328下侧,正如以下将要解释。层压件294连同覆盖层310向上横移到缩回位置。在缩回位置时,矫形件坯料的308导轨314和层压件294的限位开关332彼此不发生干涉。然后,加工压板334可以借助Y方向运动控制系统344(见图25)向铣削部分296横移。一旦矫形件坯料308设置在铣削部分296以下,则铣削头346将根据使用者足部下侧表面测量压力分布而铣掉矫形件308上表面。Y方向运动控制系统344沿着Y方向控制矫形件308,而铣削部分396具有X-Z运动控制系统348(见图20)从而沿着X-Y方向将铣削头346定位在矫形件坯料308上。
借助铣削部分296铣削矫形件坯料308之后,铣削坯料横移到层压部分294中。层压件294横移到伸展位置,此时覆盖层310压在铣削矫形件坯料308顶部。覆盖层310下表面可以具有加热激活的压力粘结剂(例如,永久粘结剂,或可剥离粘结剂以使覆盖层310可以从铣削坯料取下用来清洗)。矫形件坯料308借助铣削部分296铣削的同时,加热元件326可以被激活以加热加热块234和可加热/可压缩凝胶328,从而激活覆盖层310的粘结剂。因此,在层压件294横移到伸展位置时,覆盖层310上加热激活的粘结剂被激活,以使覆盖层310现在粘结或连接到铣削坯料308的顶表面318。在该伸展位置,凝胶328将覆盖层310压在铣削坯料308顶表面318上。由于凝胶328可以压缩或可成形,凝胶328向矫形件308上提供均匀压力。将覆盖层310粘附到矫形件308的充分时间期间经过之后,层压件294横移到缩回位置,且层压件294的柱销366释放覆盖层310的孔368。矫形件308和粘附的覆盖层310被横移回铣削部分296,铣削头246修剪伸出矫形件坯料308的多余覆盖层310。此后,加工压板334横移,回到层压部分294以下。加工压板334的螺栓338从矫形件308的螺纹孔340中解脱。然后,加工压板334向后横移,直到上下夹持件302、304夹住铣削后的矫形件的拖尾边缘350(见图26)。经过入口端口牵拉铣削后的矫形件,并将其输送给终端使用者。
在铣削装置284方面,因铣削操作导致的废料颗粒可以借助朝向铣削头方向吹送的压缩空气、刷子和皮带系统从铣削装置284清理掉。
在另一方面,图26是接近最终形状的左右矫形件坯料308a、b的透视图。如图所示,左矫形件坯料308a和右矫形件坯料308b可以借助腹板316系统彼此连接。在左右矫形件坯料308a、b每一个上,3个螺纹孔340可以穿过左右矫形件坯料308a、b每一个形成。这些螺纹孔340可以对准并确定尺寸和结构来匹配螺纹螺栓338(见图25和27A),所述螺纹螺栓穿过加工压板334竖直横移并可以与螺纹孔340啮合。导轨314在左右矫形件坯料308a、b顶表面318上方延伸,并可以形成在左右矫形件坯料308a、b中部。导轨314可以具有平直细长结构。导轨314还可以确定尺寸和结构来接收到入口端口300的中部轨道312(见图20)中、上夹持件302的凹槽322(见图20)中和层压件294的平直凹槽354(见图25A)中。
左右矫形件坯料308a、b顶表面318可以具有轮廓形状,其确定尺寸并配置成预定足部下侧轮廓的一般形状。此外,左右矫形件坯料308a、b下表面可以具有凹槽和其他预制轮廓。左右矫形件坯料308a、b上下表面的凹槽和预制轮廓允许铣削头346仅仅细腻地将左右矫形件308a、b调节(即,铣掉很少量的材料)成使用者足部的特定轮廓。例如,矫形件贩卖机10可以设置多个不同类型的左右矫形件坯料308。每个矫形件坯料308可以具有不同的上下轮廓表面,设计成满足使用者足部的需求。一种矫形件坯料308可以确定尺寸并配置成人体小足扁平足的一般下侧轮廓。另一种矫形件坯料308可以确定尺寸并配置给小足使用者,但是特别确定轮廓来缓解前旋(pronating)足。在铣削部分铣削矫形件坯料时,铣削头不用铣掉材料总量,而仅需为使用者细腻地调节特定矫形件坯料。
在铣削装置284方面,如上所述,矫形件坯料308和覆盖层310以足够高的速度推入层压部分294,以使导轨314引导边缘330碰撞限位开关332。可替代的是,如图25A所示,加热块324可以具有左右辊子352a、b。在矫形件坯料308的导轨314设置在形成于加热块324下侧表面的凹槽354中的时候,左右辊子352a、b可以夹住矫形件坯料308的导轨314。代替将矫形件坯料308和覆盖层310推入层压部分294,辊子352a、b可以彼此结合旋转,将导轨314和矫形件坯料308横移,做向前运动。在导轨314引导边缘330接触限位开关332时,限位开关332可以发送信号来停止辊子352a、b旋转。此时,矫形件坯料308沿着X和Y方向对准。
在铣削装置284方面,矫形件坯料308可以设置成多个不同尺寸。优选矫形件308设置成小尺寸308f、中等尺寸308e和大尺寸308d,如图27A所示。在每种尺寸中,矫形件坯料308可以确定尺寸并配置成预定足部下侧表面的一般形状,并且还配置成纠正各种足部状况(例如,后旋、前旋等)。图27A示出了三种不同尺寸的矫形件坯料308d、e、f,其中,矫形件坯料308的导轨314的引导边缘330沿Y方向对准。图27A没有图示同时设置在层压部分294和加工压板298之间的3个矫形件坯料308。而是仅图示了在导轨314接收于层压件凹槽354(见图25A)中且导轨314引导边缘330接触限位开关332时,其中一个矫形件坯料308d、e、f沿着Y方向的位置。如图27A所示,当坯料308沿着Y方向对准时,螺栓338不与矫形件308d、e、f的孔340对准。因此,加工压板334可以沿着Y方向横移,以使螺栓338对准各矫形件坯料308d、e、f的各孔340。在螺栓338对准孔340之后,螺栓可以向上横移穿过孔336并拧在螺纹孔340中,以使矫形件坯料308固紧在加工压板334上。
参照图27和27A,加工压板334可以具有上表面356,其上带有内凹槽358和外凹槽360。当矫形件坯料308固紧到加工压板334的时候,上表面356支撑矫形件坯料308。对于尺寸较小的矫形件坯料308f,外周边362(见图26)对准内凹槽358。对于中等尺寸的矫形件坯料308e,其外周边362对准外凹槽360。对于大尺寸矫形件坯料308d,其外周边362伸出加工压板334外周边364(见图27)。当铣削头346铣掉铣削矫形件308的外周边362时,或铣掉多余的覆盖层310时,铣削头346可以接收在加工压板334的内凹槽358中、外凹槽360中或外周边346的边界外侧。
在以铣削部分296铣削矫形件坯料308之后,中等尺寸矫形件308e和小尺寸矫形件308f的拖尾边缘350不会伸出加工压板334。因此,上下夹持件302、304不能抓住拖尾边缘350来将铣削矫形件308拉出层压部分294并输送给使用者。而是,在铣削压板334横移到层压部分294以下之后,然后,层压件294横移到接收位置。此时,导轨314现在设置在层压部分294的辊子352a、b(见图25A)之间。现在,辊子352a、b可以抓住导轨314并将铣削后的矫形件308横移回到上下夹持件302、304。
图28和29图示了入口部分292和矫形件坯料308的替代实施例,与图20所示的入口部分292和图27A所示的矫形件坯料308进行比较。图28所示入口部分292可以具有多个辊子374a、b、c来横移矫形件坯料308(见图29)进出层压部分294。具体来说,入口部分292可以具有空转辊子374a,其定位在矫形件坯料308以下。第一上辊子374b可以从空转辊子374a竖直偏移。第一上辊子374b可以逆时针方向旋转,将坯料308横移到层压部分294内,或者顺时针旋转,将坯料308横移出层压部分294。第一上辊子374b还可以弹簧加载,随着坯料308横移进出层压部分294而向坯料308施加压力。
在操作中,第一上辊子374b和空转辊子374a夹紧坯料308。坯料308向前横移,直到导轨314的引导边缘330接触限位开关332或接触连接到加工平台298前部的机械止动件376。限位开关332可以向辊子374b、c发送电气信号来停止旋转。此时,辊子374a、b、c停止将坯料308横移到层压部分294内,且坯料308沿着Y方向对准加工平台298,以使螺纹螺栓338对准坯料308的螺纹孔340。匹配的凹槽354和导轨314沿着X方向对准坯料308。螺纹螺栓338啮合螺纹孔340,并且铣削装置284可以如本文所述那样操作。
图29图示了两种尺寸不同的坯料308--大矫形件坯料和小矫形件坯料308。也考虑了其他尺寸,并且可以用于本发明所讨论的铣削装置284。空转辊子374a结合第一上辊子374b的操作足以使大坯料横移到层压部分294内,或使导轨314碰到限位开关332或机械止动件376。但是,对于小矫形件坯料308来说,如图所示,在图29的右手侧,在导轨314引导边缘330接触限位开关332或机械止动件376之前,空转辊子374a和第一上辊子374b可以释放小矫形件坯料308。在这种情况下,可操作以逆时针旋转和顺时针旋转并弹簧加载的第二上辊子374c可以将小矫形件坯料308推靠加工压板298并将小矫形件坯料308向前推,直到导轨314引导边缘330接触限位开关332或机械止动件376。如果采用限位开关332,则限位开关332可以向辊子374a、b、c发送电气信号以停止旋转。坯料308的螺纹孔340对准螺纹螺栓338。螺纹螺栓338可以啮合到螺纹孔340,且矫形件坯料308借助铣削部分296铣削,如本文所述。
在铣削后的矫形件坯料308准备好送出贩卖机或呈送给客户时,螺纹螺栓338解脱螺纹孔340,且第一和第二上辊子374b、c顺时针方向旋转,将铣削后的矫形件308送出贩卖机。
图29所示矫形件坯料308可以形成,使得在装载到加工平台298的时候,螺纹孔340总是处于相同位置。具体来说,导轨314引导边缘330和螺纹孔340之间的距离对于大、中等尺寸和小矫形件坯料308来说是一样的,如图29所示。以此方式,在坯料308装载到加工平台298上的时候,坯料308螺纹孔340总是对准螺纹螺栓338。
在铣削装置284方面,如上所述,层压件294的柱销366可以摩擦啮合覆盖层310的孔368。具体来说,加热块324的下侧表面可以具有多个弹簧加载的柱销366。柱销366远端末梢可以在凝胶328下延伸,如图25所示。柱销366可以缩回到加热块324中,或缩回到凝胶328中,只要向柱销366施加足够的向上的力即可。而且,弹簧力可以大于柱销366和覆盖层310的孔368之间的摩擦力。形成在覆盖层310中的孔368可以确定尺寸和结构,以摩擦啮合柱销366。孔368还可以定位成与柱销366排成列。因此,在层压件294横移到啮合位置时,如上所述,将柱销366推过孔368。柱销366略大于孔368,以使柱销366和孔368之间形成摩擦配合。不与孔368对准的任何柱销366缩回到加热块324或凝胶328中。在层压件294横移到缩回位置时,柱销366和孔368之间的摩擦力将覆盖层310从矫形件坯料308a、b抬离。而且,在覆盖层310粘结到铣削过的矫形件308之后,粘结力大于柱销366和孔368之间的摩擦力,以使覆盖层310转移到矫形件308,用于后续的最终切削或铣削。
矫形件坯料308可以设置多种尺寸,如图27A所示。优选矫形件308设置3种不同尺寸(即,小、中等和大),以配合小尺寸足部、中等尺寸足部和大尺寸足部。左右矫形件坯料308a、b每一种尺寸可以大于矫形件坯料308的有效区域370(见图26)。有效区域370外侧多余的矫形件坯料308材料为覆盖层310提供支撑,以使在层压件294横移到啮合位置时,柱销366不仅向下弯折覆盖层310,而且,柱销366可以推入覆盖层310的孔368中。在矫形件坯料308借助铣削部分铣削时,因定位在矫形件坯料308有效区域370外侧,所以可以铣掉覆盖层310的孔368,如图26中虚线372所示。
图25A示出了柱销366的可能定位,因此示出了小、中等或大尺寸覆盖层310的孔368的定位。具体来说,用于小、中等和大矫形件坯料的覆盖层前两个孔268a(见图26)可以定位在相同位置。因此,两个柱销366a(见图25A)可能足以保持小、中等和大矫形件坯料308的覆盖层310的前部。最后面的柱销366b(见图25A)可以啮合大矫形件坯料308的覆盖层310的后两个孔368b(见图26)。中部柱销366c(见图25A)可以啮合中等矫形件坯料308的覆盖层310的后两个孔368b(见图26)。前部柱销366d(见图25A)可以啮合小矫形件坯料308的覆盖层310的后两个孔368b(见图26)。在铣削装置284方面,导轨314接收在上夹持件302的凹槽322中、第一和第二辊子374b、c的凹槽中以及加热块324的凹槽354中,以使矫形件坯料308在横移到层压部分294中的时候不会歪斜。矫形件坯料308进入层压部分294的时候,导轨314防止上下夹持件302、304或第一和第二上辊子374b、c扭曲矫形件坯料308。通常,上下夹持件302、304和第一和第二上辊子374b、c沿着夹持件和辊子宽度具有略微不同的直径且摩擦系数不同。因此,矫形件308一侧容易比另一侧更快地进入层压部分294。矫形件坯料308以歪斜或旋转的取向进入层压部分294。幸运的是,当导轨314进入凹槽322、354和/或第一和第二上辊子374b、c的凹槽时,凹槽322、354和第一和第二上辊子374b、c的凹槽使矫形件坯料308对准,以使矫形件坯料308进入与层压部分294/加工平台298对准的层压部分294。
显示器14可以与计算机通信,并可以操作来显示计算机传输给显示器的一系列指令,以引导购买者操作矫形件贩卖机10。显示器14还可以接收来自计算机的压力分布信息并显示该压力分布信息,以图示使用者足部下侧表面如何支撑使用者的重量,如图9所示。例如,人体足部轮廓146可以显示在显示器14上。高压力区域颜色编码为红色,低压力区域可以颜色编码为黄色,而中间压力可以颜色编码为渐变的橙色。
计算机还可以具有通信端口,为服务器150、金融机构152或足部医生154提供通信路径148,如图1所示。通信路径148可以经由互联网、局域网或广域网系统提供。服务器150可以具有来自各种鞋制造商的鞋子内表面轮廓数据库。随着鞋制造商推出新款鞋,该服务器可以借助通信路径148向贩卖机计算机下载鞋子内表面轮廓。
贩卖机10还可以连接到信用卡或ATM读取器156(见图1)。ATM读取器156可以将购买者的信用卡或ATM卡信息传输到金融机构152,以使使用者可以在贩卖机10上购买定制矫形件12。
贩卖机10可以收集关于购买者足部状况的初步健康信息。如果计算机判断出购买者不能配合定制矫形件12,则使用者可以借助通信路径148直接与足部医生154联系。使用者可以借助连接到贩卖机10的扬声器和麦克风158(见图1)与足部医生语音交流。可替代的是,使用者可以通过在线聊天方式借助连接到贩卖机10的键盘与足部医生154沟通。可替代的是,使用者可以咨询参与我们咨询服务的专家。
在贩卖机10的另一方面,提供了一种在零售场合生产定制的矫形件12的方法,如图10所示。在步骤200中,矫形件贩卖机10可以置于零售店中。优选该零售店是鞋店。贩卖机10的显示器14可以显示广告,告诉潜在的顾客穿着定制矫形件12的特点和好处。平台22a、b可以具有足部黑像(silhouette)的形状标记,形象地指导顾客把足部放在平台22a、b上,对准足部黑像。
一旦顾客站在平台22a、b上,则顾客可以按下触摸显示器14底部的启动按钮。然后显示器14询问顾客一系列有关其一般信息、医疗史和其足部的问题。顾客可以借助触摸显示器14上的键盘输入这些信息。借助示例但不限于该示例,关于顾客的一般信息可以是性别、年龄、体重和身高。借助示例但不限于该示例,顾客的医疗史可以包括顾客是否为糖尿病患者、以前或者现在使用的矫形件、已知的足部疾病等。在计算机接收到基本信息和医疗信息之后,显示器14可以指导顾客“不要移动您的足部”并按下“继续”。按压“继续”按钮以后,贩卖机10可以测量顾客足部的各种特征,如步骤202所示。具体来说,探头28可以竖直横移,直到六边帽部34或方形帽部286顶表面42处于共用平面,且压力传感器52或压力传感器衬垫288可以感知使用者足部下侧表面的压力分布。探头28可以上下横移以模拟鞋子下表面轮廓并在使用者足部下侧表面重新分布压力。压力传感器52或压力传感器衬垫288和计算机可以绘制顾客足部下侧表面的压力分布图谱,如步骤204所示。而且,计算机可以跟踪六边帽部34或方形帽部286顶表面42的高度,以获取顾客足部高度轮廓,如步骤206所示。计算机可以将图谱化的压力分布传输给显示器14,以红色显示高压力、黄色显示低压力而渐变橙色显示中间压力。所显示的压力分布可以借助每个压力传感器52位置的压力读数或借助压力传感器衬垫288描绘出足部轮廓146。从图谱化的压力分布可以获得此人的鞋子尺寸,并显示给使用者,供其确认。然后显示器14请顾客指出足部连续或间断疼痛或不舒服的任何区域。此后,计算机请顾客确认从顾客手动收集的信息以及从图谱化的压力分布得到的信息。
如果收集和获得的信息指出贩卖机10不能为顾客生产定制矫形件12,则计算机可以请顾客中止使用贩卖机10并询问顾客是否要咨询当地的足部医生154。如果收集和获得的信息指出贩卖机10可以为顾客生产定制矫形件12,则显示器14请顾客选择将要使用该定制矫形件12的鞋子。借助示例但不限于该示例,可以询问顾客鞋子类型(例如,正装鞋、运动鞋、靴子等)、鞋子制造商(例如,ALFANI、NIKE、PUMA等)以及鞋子尺寸。一旦选定了鞋子,则显示器14询问顾客是否愿意感受一下不带定制矫形件12时穿鞋子的感受。如果顾客选择“是”,则计算机重新获得所选鞋子的内表面轮廓,并指令探头28竖直移动来模拟所选鞋子的内表面轮廓。
然后显示器14询问顾客是否对不带矫正矫形件12的鞋感觉满意,以及顾客是否愿意购买定制矫形件12。探头28竖直横移来模拟矫正矫形件12插入鞋子时穿着鞋子的感受。然后,显示器14询问顾客是否对带有定制矫形件12的鞋子感觉满意。如果顾客答复是肯定的,则顾客可以借助贩卖机10或经由零售店款台直接购买定制矫形件12。为了直接从贩卖机10购买定制矫形件,顾客可以将ATM或信用卡插入读取器156。ATM卡或信用卡信息经由通信路径148传输到金融机构152,从顾客帐户划款。确认购买以后,可以通过模制装置18或铣削装置284构造定制矫形件12,如步骤208所示。所构造的矫形件12可以呈送给顾客,如步骤210所示。
在测量装置方面,其已经针对测量人体足部下侧轮廓在本文中进行过说明。但是,还考虑了测量装置可以用来测量其他物体的表面轮廓。例如,测量装置可以用来测量构造部件的表面轮廓,诸如飞机机翼。例如,六边帽部或方形帽部可以被尖头帽部取代,以使在探头竖直横移时,尖头帽部的尖端接触待测量表面。待测量表面可以置于平台上,且调节探头,直到尖头帽部的尖端接触待测量表面。可以计算尖端的位置,如上所述,并且将其传输给计算机,用于进一步处理。
以上说明借助示例给出,但不限于该示例。鉴于以上公开内容,本领域技术人员可以设计出本文公开的发明范围和精神内的各种变形。而且,本文公开的实施例各种特征可以单独使用,或彼此形成各种组合,而且并不要求限制于本文所述的具体组合。因此权利要求书的范围并非受到图示实施例的限制。
Claims (19)
1.一种贩卖机,用于生产矫形件来优化人体足部在其支撑人体重量时的压力分布,该机器包括:
测量装置,其能够与人体足部下侧表面接触以测量人体足部在支撑人体重量时人体足部下侧表面的高度轮廓和压力分布;
与所述计算机通信的计算机,该计算机可操作,以从转换器接收人体足部下侧表面的所测量的高度轮廓和所测量的压力分布,所述计算机具有程序,该程序可操作来计算所述矫形件的厚度和硬度,从而根据所述测量的高度轮廓和所述测量的压力分布,来优化地重新分布人体足部下侧表面上的压力;以及
矫形件构造装置,其与所述计算机通信,所述矫形件构造装置可操作,以根据所计算的厚度和硬度生产所述矫形件。
2.如权利要求1所述的贩卖机,其特征在于,所述计算机的程序可操作,以根据所述测量的高度轮廓和所述测量的压力分布,计算用于人体足部下侧表面的多个区域的所述矫形件的厚度和硬度。
3.如权利要求1所述的贩卖机,其特征在于,所述矫形件构造装置是铣削设备。
4.如权利要求1所述的贩卖机,其特征在于,所述矫形件构造装置包括入口端口和构造部分,所述入口端口具有中部轨道,用来接收矫形件坯料导轨,以使所述矫形件坯料对准所述构造部分。
5.如权利要求1所述的贩卖机,进一步包括:
使用者界面,用于显示指令来引导人从所述贩卖机购买矫形件;
其中,所述计算机与所述使用者界面通信,并可操作来将所述指令传输给所述使用者界面。
6.如权利要求5所述的贩卖机,其特征在于,所述使用者界面是显示器,用来显示所传输的指令,并用于显示人体足部下侧表面的所述测量的压力分布。
7.如权利要求6所述的贩卖机,其特征在于,对所述测量的压力分布进行颜色编码。
8.如权利要求4所述的贩卖机,其特征在于,所述导轨接收在上夹持件的凹槽中,以使所述矫形件坯料对准所述构造部分。
9.如权利要求4所述的贩卖机,其特征在于,所述导轨接收在上辊子的凹槽中,以使所述矫形件坯料对准所述构造部分。
10.如权利要求1所述的贩卖机,其特征在于,所述构造装置包括加工平台,待加工的矫形件坯料借助所述矫形件坯料导轨对准所述加工平台,所述导轨接收在凹槽中。
11.如权利要求1所述的贩卖机,进一步包括通信端口,其借助广域网和所述计算机与服务器通信,用于将感知的数据传输到该服务器。
12.一种用于感知人体足部下侧表面压力分布的测量装置,该装置包括:
a)压力测量设备,其可设置在人体足部下侧表面之下,用于测量压力;
b)多个螺纹探头,所述探头顶表面共同形成平台,以使人可以站在该平台上;
c)支撑板件,其具有多个螺纹孔,用于接收所述螺纹探头,其中所述探头螺纹连接到所述孔中;
d)步进马达,其可啮合到所述杆部,用来旋转所述探头进出所述螺纹孔,所述平台可根据人体足部下侧表面的独特轮廓进行配置;和
e)计算机,其与每个压力传感器电气通信,用于接收感知到的压力,所述计算机与所述步进马达电气通信,用于记录所述平台的配置。
13.如权利要求12所述的测量装置,其特征在于,所述计算机将所述步进马达使每个探头旋转的转数记录在存储器中,用于确定所述平台的配置。
14.如权利要求12所述的测量装置,其特征在于,每个探头包括多边形帽部,其可旋转地啮合到螺纹杆部,所述帽部侧面设置成与相邻帽部的侧面靠接接触,以防止在所述杆部旋转进出所述螺纹孔时,所述帽部发生旋转。
15.如权利要求14所述的测量装置,其特征在于,所述帽部的顶表面和侧面具有设置于其上的导电材料,以形成X-Y电路径阵列,该电路径阵列与所述计算机电气通信。
16.一种给人提供矫形件的方法,所述方法包括步骤:
a)在零售店提供矫形件贩卖机;
b)在零售店以所述矫形件贩卖机测量人体足部下侧表面压力分布;
c)在零售店以所述矫形件贩卖机构造所述矫形件;
d)在零售店将所构造的矫形件交付此人。
17.如权利要求16所述的方法,所述测量步骤包括步骤:
i)指导此人站在左右平台上;
ii)竖直抬高多个探头,直到下侧表面压力分布欠定制中性;和
iii)用压力传感器衬垫感知压力并感知高度。
18.如权利要求16所述的方法,所述构造步骤包括步骤:
i)铣削矫形件坯料。
19.如权利要求16所述的方法,进一步包括步骤:
e)测量人体足部下侧表面的高度;
f)将所述测量的高度与所述测量的压力关联起来。
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