CN107960705B - 一种用于儿童测量脚的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于儿童测量脚的装置，包括有光栅扫描器、计算机、座椅以及采集器，采集器包括有放置皿，放置皿中有超轻黏土，放置皿上端外侧设置有第一旋转圈，第一旋转圈外侧面设置有两个第一旋转钉，第一旋转钉同轴对称设置；第一旋转圈外侧设置有第二旋转圈，第二旋转圈内侧面设置有第一限位槽，第二旋转圈外侧面设置有两个第二旋转钉，第二旋转钉同轴对称设置，第二旋转钉与第一旋转钉两两之间互成90°夹角；座椅还设置有两条限位板，限位板分别设置第二限位槽；座椅包括有底座、坐座，底座与坐座之间设置有升降机构；坐座包括有滑轨与滑动座椅，滑动座椅滑移连接于滑轨上端。本发明能够采集活动情况下的脚部模型数据。

Description

一种用于儿童测量脚的装置

技术领域

本发明涉及测量工具技术领域，更具体的说是涉及一种用于儿童测量脚的装置。

背景技术

鞋类需要合脚才会穿着舒适，不同人的脚型都不相同。为了制作穿着舒适的鞋子，首先要能够得到准确的脚型数据，根据脚型数据制作出合适的鞋楦，最后才能定制出适合个人的鞋子。传统的制鞋行业中，往往采用人工接触式测量法来进行对于个人脚部的数据采集，这种测量方法劳动强度大，效率较低。在这种情况下，想做到私人定制鞋子的目的，需要测量人员对脚部的足长、足宽、足弓等多处特征进行一一地采集测量。但是使用手工采集，对于位置的把握以及数据的测量是有波动且不准确的，在这种条件下，对足部的数据分析和处理，对于鞋楦的制作是难以实现成功的。

现在也有着非接触式的脚型测量仪，例如三维脚型测量仪。现有的三维脚型测量仪的准确度已经十分高，但是通过对于脚部的扫描进行数据采集分析却存在着不小的弊端。例如，现有的脚型扫描需要被测量者穿戴特制的袜子，并长时间保证姿势不动才能够采集到准确的模型数据，保持活动情况下的脚部状态对于成人来讲也是十分困难的行为，对于儿童而言困难程度更高，所以现在缺少对于活动状态下的脚部模型测量的方法或者装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于儿童测量脚的装置，该装置能够采集活动情况下的脚部模型数据。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括有用于采集脚部模型数据的光栅扫描器、与光栅扫描器相连接的计算机、座椅以及用于采集脚部动态姿态的采集器，所述采集器包括有放置皿，所述放置皿中设置有用于收集拓印脚部形状的超轻黏土，所述放置皿上端外侧设置有第一旋转圈，所述第一旋转圈外侧面设置有两个突出的第一旋转钉，所述第一旋转钉同轴对称设置，所在轴线与第一旋转圈中心轴线重合；

所述第一旋转圈外侧还设置有第二旋转圈，所述第二旋转圈内侧面设置有供第一旋转钉穿插连接的第一限位槽，所述第二旋转圈外侧面设置有两个突出的第二旋转钉，所述第二旋转钉同轴对称设置，所在轴线与第二旋转圈中心轴线重合，所述第二旋转钉与第一旋转钉两两之间互成90°夹角；

所述座椅还设置有两条突出的限位板，所述限位板还分别设置有供第二限位钉穿插连接的第二限位槽，所述第一旋转圈能以第二旋转圈为固定面进行轴向旋转，所述第二旋转圈能以限位板为固定面进行轴向旋转，所述放置皿通过第一旋转圈和第二旋转圈配合能以限位板为固定面进行万向摆动；

所述座椅包括有底座、坐座，所述底座与坐座之间设置有升降机构，所述升降机构能够使坐座相对于底座上下运动；所述坐座还包括有滑轨与滑动座椅，所述滑动座椅滑移连接于滑轨上端，能够以相对滑轨长度方向前后滑移。

作为一种可实施方式，所述升降机构包括有设置于滑轨下端的上导轨件以及上枢接座，所述上导轨件设置于上枢接座后方，所述上导轨件设置有能够沿上导轨件轨道滑动的上滑动座；

设置于底座上端的下导轨件以及下枢接座，所述下导轨件设置于下枢接座后方，所述下导轨件设置有能够沿下导轨件轨道滑动的下滑动座，所述下导轨件由后向前倾斜设置于底座上；

设置于滑轨与底座之间的可活动的交叉连接结构，所述交叉连接结构包括有第一支撑杆与第二支撑杆；所述第一支撑杆与第二支撑杆之间铰连接；所述第一支撑杆上端与上滑动座铰连接，下端与下枢接座铰连接，所述第二支撑杆上端与上枢接座铰连接，下端与下滑动座固定连接；所述第二支撑杆还设置有气弹簧，所述气弹簧与第二支撑杆平行设置，一端固定连接于底座，一端固定连接于第二支撑杆。

作为一种可实施方式，所述交叉连接结构包括有两根第一支撑杆，两根第一支撑杆互相平行设置，同步运动，所述第二支撑杆架设于两根第一支撑杆中间。

作为一种可实施方式，所述上导轨件为两件，两件上导轨件之间互相平行设置，所述上导轨件与滑轨互相平行设置。

作为一种可实施方式，所述滑轨为″工″字型滑轨，所述滑轨内侧两侧下底面分别设置有棘齿条，两条棘齿条的棘齿方向相反，所述滑动座椅两侧中心对称设置有“L”型的活动凹槽，所述活动凹槽内分别设置有配合棘齿条的棘爪，同侧棘爪的斜侧面与活动凹槽的横向槽同向，所述两个棘爪分别配合两条棘齿条限制滑动座椅相对滑轨在长度方向上前后滑移，所述棘爪设置有顶部设置有把手，把手沿滑动座椅宽度方向设置，并且延伸出活动凹槽，棘爪通过把手放置于活动凹槽内，棘爪在活动凹槽内能够上下活动，并能固定放置于活动凹槽的横向槽上。

作为一种可实施方式，所述光栅扫描器设置于滑轨靠近于采集器一端，所述光栅扫描器包括有带有光栅的点光源以及至少两个以上的摄像头；所述点光源发出光源，经由光栅于采集器上形成栅格投影，多个摄像头分别于多个角度采集采集器三维空间上的光栅投影；所述计算机与摄像头通讯连接，接受由摄像头传来的图形数据。

作为一种可实施方式，所述光栅为丝印有条纹带的有机玻璃，所述条纹带具有多种不同尺寸种类，所述光栅在扫描时能够相对于点光源左右运动，形成活动的栅格投影。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：能够快速地去扫描脚部模型数据，并且能够通过调整采集器的角度活动，能够采集多种不同状态下的脚部模型，使得数据更加准确有效。同时通过完成动作之后对于超轻黏土上的脚部拓印进行模型采集，能够减少对于脚部采集的时间，使得被采集人员等待时间减少，同时也增加了工作效率，对于好动的儿童也能够进行数据采集。

附图说明

图1为一种用于儿童测量脚的装置的平面结构示意图；

图2为采集器的结构爆炸图；

图3为光栅扫描器的结构示意图；

图4为滑动座椅立体结构示意图。

图中：1、采集器；11、放置皿；111、超轻黏土；12、第一旋转圈；121、第一旋转钉；13、第二旋转圈；131、第二旋转钉；132、第一限位槽；2、座椅；21、底座；211、下导轨件；2111、下滑动座；212、下枢接座；22、滑轨；221、上导轨件；2211、上滑动座；222、上枢接座；223、棘齿条；23、滑动座椅；231、棘爪；232、活动凹槽；24、交叉连接结构；241、第一支撑杆；242、第二支撑杆；2421、气弹簧；25、限位板；3、光栅扫描器；31、点光源；32、摄像头。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1、图2所示，本实施例提供了一种用于儿童测量脚的装置，包括有用于采集脚部模型数据的光栅扫描器3、与光栅扫描器3相连接的计算机、座椅2以及用于采集脚部动态姿态的采集器1，采集器1包括有放置皿11，放置皿11中设置有用于收集拓印脚部形状的超轻黏土111，放置皿11上端外侧设置有第一旋转圈12，第一旋转圈12外侧面设置有两个突出的第一旋转钉121，第一旋转钉121同轴对称设置，所在轴线与第一旋转圈12中心轴线重合；第一旋转圈12外侧还设置有第二旋转圈13，第二旋转圈13内侧面设置有供第一旋转钉121穿插连接的第一限位槽132，第二旋转圈13外侧面设置有两个突出的第二旋转钉131，第二旋转钉131同轴对称设置，轴线与第二旋转圈13中心轴线重合，第二旋转钉131与第一旋转钉121两两之间互成90°夹角；座椅2还设置有两条突出的限位板25，限位板25还分别设置有供第二限位钉穿插连接的第二限位槽，第一旋转圈12能以第二旋转圈13为固定面进行轴向旋转，第二旋转圈13能以限位板25为固定面进行轴向旋转，放置皿11通过第一旋转圈12和第二旋转圈13配合能以限位板25为固定面进行万向摆动；座椅2包括有底座21、坐座，所述底座21与坐座之间设置有升降机构，升降机构能够使坐座相对于底座21上下运动；坐座还包括有滑轨22与滑动座椅23，滑动座椅23滑移连接于滑轨22上端，能够以相对滑轨22长度方向前后滑移。

儿童坐在座椅2上，总是活泼好动难以安分的，旧式的扫描器需要长时间保持一个姿势不动来捕捉脚部模型参数，想让儿童通过旧式的扫描器扫描脚部很是困难。通过本装置，能够免去脚部长时间的固定，能够简易的留下脚部模型数据。通过脚部对采集器1中的超轻黏土111施力，使得超轻黏土111中能够留下脚部施力时的形态形状，且超轻黏土111具有自然风干的特性，在一次施力后，能够自然缓慢风干变硬，使得脚印能够长久保持不变形，通过对于脚印的扫描，能够直接获取脚部模型数据，并且由于超轻黏土111的特性，通过水量的添加，使得黏土能够重新拥有弹性，进行重复使用。由于超轻黏土111的设置必定为平面，而活动状态下的脚部呈现曲线多面的状态，对于活动的脚部模型采集难以以一个固定的平面去采集活动状态的脚部模型，通过放置皿11外侧第一旋转圈12和第二旋转圈13的配合设置，使得放置皿11能够以限位板25为固定面进行万向摆动，从而使得超轻黏土111能够跟随放置皿11在空间上实现平面上的万向摆动，在脚部对超轻黏土111施力时，能够带动放置皿11和超轻黏土111进行万向摆动，使得超轻黏土111的平面总能够以一个相对贴合的平面状态来对脚部进行拓印。由此，采集器1才能够采集到各种角度下活动的脚部的拓印模型。通过对于拓印模型的扫描从而能够得到不同活动状态下的脚部模型，使得对于脚部的分析更加准确。

参照图1所示，作为本发明的又一实施例，升降机构包括有设置于滑轨22下端的上导轨件221以及上枢接座222，上导轨件221设置于上枢接座222后方，上导轨件221设置有能够沿上导轨件221轨道滑动的上滑动座2211；设置于底座21上端的下导轨件211以及下枢接座212，下导轨件211设置于下枢接座212后方，下导轨件211设置有能够沿下导轨件211轨道滑动的下滑动座2111，下导轨件211由后向前倾斜设置于底座21上；设置于滑轨22与底座21之间的可活动的交叉连接结构24，交叉连接结构24包括有第一支撑杆241与第二支撑杆242；第一支撑杆241与第二支撑杆242之间铰连接；第一支撑杆241上端与上滑动座2211铰连接，下端与下枢接座212铰连接，第二支撑杆242上端与上枢接座222铰连接，下端与下滑动座2111固定连接；第二支撑杆242还设置有气弹簧2421，气弹簧2421与第二支撑杆242平行设置，一端固定连接于底座21，一端固定连接于第二支撑杆242。通过底架与滑轨22之间的交叉连接结构24，气弹簧2421的伸缩能够实现底架与滑轨22之间的上下移动，从而能够调整座椅2的上下距离，使得座椅2能够符合各种身高的使用。并且由于滑轨22与底座21均只设置有一处可活动的导轨件，通过交叉连接结构24的活动时会使得座椅2降低时，滑轨22由前向后向下倾斜，使得座椅2升高时，使得滑轨22能够由后向前地向上倾斜，通过座椅2的上下高度调整以及前后角度的变化，能够实现对于不同身高的儿童采用不同的座位距离以及角度变化，保证儿童的腿部与采集器1维持一个合适的距离，使得儿童能够采集器1能够准确地提取儿童活动状态下的脚印。

作为本发明的又一实施例，交叉连接结构24包括有两根第一支撑杆241，两根第一支撑杆241互相平行设置，同步运动，第二支撑杆242架设于两根第一支撑杆241中间。通过两边两条第一支撑杆241的固定，使得第一支撑杆241能够从两边对第二支撑杆242进行夹压形成较为稳定的三边结构，省去了对于第二支撑杆242与第一支撑杆241之间位置的固定，使得结构更加稳固。

参照图4，作为本发明的又一实施例，滑轨22为“工”字型滑轨22，滑轨22内侧两侧下底面分别设置有棘齿条223，两条棘齿条223棘齿方向相反，滑动座椅23两侧中心对称设置有“L”型的活动凹槽232，活动凹槽232内分别设置有配合棘齿条223的棘爪231，两个棘爪231分别配合两条棘齿条223限制滑动座椅23相对滑轨22在长度方向上前后滑移，棘爪231设置有顶部设置有把手，把手沿滑动座椅23宽度方向设置，并且延伸出活动凹槽232，棘爪231能够通过把手放置于活动凹槽232内，棘爪231在活动凹槽232内能够上下活动，并能固定放置于活动凹槽232的横向槽上滑轨22内侧两端下端面分别设置的棘齿条223，且因为滑轨22设置的两条棘齿条223的齿向相反，配合滑动座椅23下方设置的棘爪231，能够限制滑动座椅23相对于滑轨22前后滑动，同时滑动座椅23下方的棘爪231设置为可上下活动的设置，通过对于棘爪231的上下摆位操作起到了对于滑动座椅23相对于滑轨22活动的开关设置，当需要对座椅2位置进行调整时，能够通过向上拉动棘爪231，使得滑动座椅23能够相对于滑轨22前后活动，当座椅2调整结束时通过下放棘爪231能够固定滑动座椅23。通过上拨棘爪231，能够使得棘爪231与棘齿条223完全分离，同时将棘爪231拨动到“L”型活动凹槽232的横型槽上，能够使得棘爪231固定放置于活动凹槽232上的横向槽上，能够使棘爪231完全与棘齿条223分离，从而能够自由调整滑动座椅23与滑轨22之间的位置关系，能够实现对于不同身高的儿童采用不同的座位距离，保证儿童的腿部与采集器1维持一个合适的距离，使得儿童能够采集器1能够准确地提取儿童活动状态下的脚印。

参照图3，作为本发明的又一实施例，光栅扫描器3设置于滑轨22靠近于采集器1一端，光栅扫描器3包括有带有光栅的点光源31以及两个以上的摄像头32；点光源31发出光源，经由光栅形成栅格投影，多个摄像头32分别于多个角度采集三维空间上的光栅投影；计算机与摄像头32通讯连接，接受由摄像头32传来的图形数据。设置于滑轨22靠近于采集器1一端的光栅扫描器3能够通过带有光栅的点光源31向采集器1投影数幅特定编码的结构光，同时在三角空间里互成角度的多个摄像头32同步摄取投影的相应图像，然后对图像进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理，结算处两个摄像头32公共视区内像素点的三维坐标。通过多点的三维坐标能够形成相应的脚部模型。

作为本发明的又一实施例，所述光栅为丝印有条纹带的有机玻璃，条纹带具有多种不同尺寸种类。光栅具有多种不同尺寸的条纹，在点光源31通过光栅对采集器1进行投影时，多种的条纹带在运动过程中投影到采集器1上形成规则变化的摩尔条纹，摩尔条纹的变化被摄像头32所记录传送到计算机，通过动态变化的摩尔条纹能够使单一摄像头32经过长时间的动态拍摄得到单一角度的“三维”照片，同时皆有两个角度的照片经过计算机处理对测量物体与摄像头32的坐标位置做适当转换，能够计算出各个点与空间中的坐标位置进而形成脚部三维模型。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于儿童测量脚的装置，其特征在于，包括有座椅(2)、用于采集脚部模型数据的光栅扫描器(3)、与光栅扫描器(3)相连接的计算机、以及用于采集脚部动态姿态的采集器(1)，所述采集器(1)包括有放置皿(11)，所述放置皿(11)中设置有用于收集拓印脚部形状的超轻黏土(111)，所述放置皿(11)上端外侧设置有第一旋转圈(12)，所述第一旋转圈(12)外侧面设置有两个突出的第一旋转钉(121)，所述第一旋转钉(121)同轴对称设置，所在轴线与第一旋转圈(12)中心轴线垂直；

所述第一旋转圈(12)外侧还设置有第二旋转圈(13)，所述第二旋转圈(13)内侧面设置有供第一旋转钉(121)穿插连接的第一限位槽(132)，所述第二旋转圈(13)外侧面设置有两个突出的第二旋转钉(131)，所述第二旋转钉(131)同轴对称设置，所在轴线与第二旋转圈(13)中心轴线垂直，所述第二旋转钉(131) 的轴线与第一旋转钉(121) 的轴线两两之间互成90°夹角；

所述座椅(2)还设置有两条突出的限位板(25)，所述限位板(25)还分别设置有供第二旋转钉(131)穿插连接的第二限位槽，所述第一旋转圈(12)能以第二旋转圈(13)为固定面沿第一旋转钉(121)的轴线进行轴向旋转，所述第二旋转圈(13)能以限位板(25)为固定面沿第二旋转钉(131)的轴线进行轴向旋转，所述放置皿(11)通过第一旋转圈(12)和第二旋转圈(13)配合能以限位板(25)为固定面进行万向摆动；

所述座椅(2)包括有底座(21)、坐座(20)，所述底座(21)与坐座(20)之间设置有升降机构，所述升降机构能够使坐座相对于底座(21)上下运动；所述坐座(20)还包括有滑轨(22)与滑动座椅(23)，所述滑动座椅(23)滑移连接于滑轨(22)上端，能够以相对滑轨(22)长度方向前后滑移；

所述滑轨(22)为″工″字型滑轨(22)，所述滑轨(22)内侧两侧下底面分别设置有棘齿条(223)，两条棘齿条(223)的棘齿方向相反，所述滑动座椅(23)两侧中心对称设置有“L”型的活动凹槽(232)，所述活动凹槽(232)内分别设置有配合棘齿条(223)的棘爪(231)，两个棘爪(231)分别配合两条棘齿条(223)限制滑动座椅(23)相对滑轨(22)在长度方向上前后滑移，所述棘爪(231)顶部设置有把手，把手沿滑动座椅(23)宽度方向设置，并且延伸出活动凹槽(232)，棘爪(231)通过把手放置于活动凹槽(232)内，棘爪(231)在活动凹槽(232)内能够上下活动，并能固定放置于活动凹槽(232)的横向槽上；

所述光栅扫描器(3)设置于滑轨(22)靠近于采集器(1)一端，所述光栅扫描器(3)包括有带有光栅的点光源(31)以及至少两个的摄像头(32)；所述点光源(31)发出光源，经由光栅于采集器(1)上形成栅格投影，多个摄像头(32)分别于多个角度采集采集器(1)三维空间上的光栅投影；所述计算机与摄像头(32)通讯连接，接收由摄像头(32)传来的图形数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于儿童测量脚的装置，其特征在于，所述升降机构包括有设置于滑轨(22)下端的上导轨件(221)以及上枢接座(222)，所述上导轨件(221)设置于上枢接座(222)后方，所述上导轨件(221)设置有能够沿上导轨件(221)轨道滑动的上滑动座(2211)；

设置于底座(21)上端的下导轨件(211)以及下枢接座(212)，所述下导轨件(211)设置于下枢接座(212)后方，所述下导轨件(211)设置有能够沿下导轨件(211)轨道滑动的下滑动座(2111)，所述下导轨件(211)由后向前倾斜设置于底座(21)上；

设置于滑轨(22)与底座(21)之间的可活动的交叉连接结构(24) ，所述交叉连接结构(24)包括有第一支撑杆(241)与第二支撑杆(242) ；所述第一支撑杆(241)与第二支撑杆(242)之间铰连接；所述第一支撑杆(241)上端与上滑动座(2211)铰连接，下端与下枢接座(212)铰连接，所述第二支撑杆(242)上端与上枢接座(222)铰连接，下端与下滑动座(2111)固定连接；所述第二支撑杆(242)还设置有气弹簧(2421)，所述气弹簧(2421)与第二支撑杆(242)平行设置，一端固定连接于底座(21)，一端固定连接于第二支撑杆(242)。

3.根据权利要求2所述的一种用于儿童测量脚的装置，其特征在于，所述交叉连接结构(24)包括有两根第一支撑杆(241)，两根第一支撑杆(241)互相平行设置，同步运动，所述第二支撑杆(242)架设于两根第一支撑杆(241)中间。

4.根据权利要求3所述的一种用于儿童测量脚的装置，其特征在于，所述上导轨件(221)为两件，两件上导轨件(221)之间互相平行设置，所述上导轨件(221)与滑轨(22)互相平行设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于儿童测量脚的装置，其特征在于，所述光栅为丝印有条纹带的有机玻璃，所述条纹带具有多种不同尺寸，所述光栅在扫描时能够相对于点光源(31)左右运动，形成活动的栅格投影。