CN109310180A - 具有定制的拱形支承中底和内底的鞋具以及制鞋方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有定制的拱形支承内底(6)和中底(7)的鞋具是制鞋方法的产品,包括以下步骤:1.使用3D扫描仪扫描穿着者的脚;2.使用专有软件程序生成合适的脚部轮廓数据,包括形状、畸形、足迹轮廓和压力点或脚趾囊肿点;3.将脚部轮廓数据校正并微调至标准化角度和状态;4.设计并对齐在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的内底层(6)、在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的中底层(7),内底层(6)顶部表面上的突出轮廓线(11、12、13)、以及外底层(5),上述操作全部使用计算机辅助设计软件程序,并将上述脚部轮廓数据发送到3D打印机;5.打印输出并气密结合上述层(6、7、5);6.定制并修饰鞋面(2)和鞋饰,以制造整体的鞋具。

Description

具有定制的拱形支承中底和内底的鞋具以及制鞋方法
技术领域
本发明一般涉及一种鞋具物品,具体涉及一种具有定制的拱形支承中底和内底的鞋具,以及一种制鞋方法。
背景技术
人的脚有26块骨头。其中7块是跗骨,5块是跖骨,14块是趾骨。这些骨头形成三个足弓,两个纵向延伸,一个横穿脚背。称为内侧纵弓的最大纵向足弓位于脚的内侧。外侧纵弓是较小的纵弓,并位于脚的外侧。跖骨弓是主要的横弓。
可提供关于足弓支承部的现有技术教导。在下文中对US 1501765(足弓支承部)、US 1602675(足弓支承部)、US 2786282(足弓支承部)、US 2826833(足弓支承部)和US3081774(具有跖骨支承芯部的足弓支承部)进行了一些参照。这些足弓支承部具有新颖的锚定装置,这些锚定装置同时抑制脚相对于足弓支承部的侧向运动以及足弓支承部相对于足弓的侧向运动。足弓支承部可内置在鞋中或者可以是插入鞋中的单独元件。这些足弓支承部支撑穿着者的纵弓和跖骨弓。这些足弓支承部是不可见的,从而允许穿着者穿着外观令人愉悦的鞋子。众所周知,内底具有适于配合在下方的整体侧向延伸部,并为脚的足弓提供增加的支承部。
随着技术的出现,已经有关于内底、中底、鞋床和鞋垫的进一步的现有技术教导。US 7206718 B2公开了一种用于设计和制造内底的方法。CN 104699908 A公开了一种用于3D矫形内底的制造方法。CN 104908319A公开了一种矫形鞋垫以及矫形鞋垫的制备方法。
大多数现有技术的矫形鞋和凉鞋会声称具有以下特征:——它们构造有解剖宽的鞋床,这种鞋床快速地与穿着者的脚的特定轮廓对齐。鞋床允许体重在整个脚上均匀分布以获得更好的姿势,并且使关节压力最小。内底抗腐蚀、柔韧,并采用优质橡胶、聚氨酯和乳胶材料制成。升高的鞋床或内底中心为穿着者提供了较好的足弓支承,并释放脚的中央部分关节的压力,以防止足弓疼痛。深的脚跟压痕提供支承、足跟骨保护和足跟疼痛预防。鞋和凉鞋内置的拇趾支承为大脚趾提供了舒适的握持,从而防止脚向前滑动并使脚保持在稳定的、矫形健康的位置。防震绒面涂层乳胶和软木鞋床吸走水分,以防止脚癣和水泡。鞋面采用精美的天然意大利皮革制成。织物的透气性进一步确保了脚保持干爽并且不易产生疼痛的摩擦。这些鞋子和凉鞋既流行又舒适、经典时尚且矫形。
在美国专利申请公开US2014/0149072A1中描述了如果装配有个性化鞋床的鞋具的扫描仪辅助选择。在多传感脚部扫描仪的帮助下,同时确定脚的几何三维形状和与其对准的足底压力图像。数字化鞋内部数据库通过最佳拟合选择来用于确定与3D脚模型最佳适配的鞋的系列产品。使用用于生产个性化内底和/或鞋床的常规系统,来选择或制备匹配脚底的内底。
美国专利申请公开US2014/0010192A1公开了一种通过三维打印的鞋具的组装方法。通常已知印刷材料可由包括油墨、树脂、丙烯酸、聚合物、热塑性材料、热固性材料、光固化材料或这些的复合材料的组合的材料制成。印刷材料可以通过将一系列沉积或材料中的一层或多层印刷成任何所期望的厚度而形成,并且还可以包括填充材料以赋予印刷材料强化的或美观的外观。例如,填充材料可以是粉末材料或染料,填充材料设计成赋予所期望的的颜色或颜色图案或过渡部、或者金属或塑料的颗粒或刨花、或者任何粉末状矿物或金属或塑料,并根据所期望的属性来定制印刷材料的硬度、强度或弹性。例如,由PolyJet技术驱动的3D打印机能够打印多种塑料和类橡胶材料,这种类橡胶材料具有分布在鞋底上不同位置的所期望的柔软度或硬度。这些混合物和匹配材料是由液基材料组合的非均质材料。3D打印机将逐个打印每一层轮廓:——使用预设材料打印一层,用紫外光固化该层,然后在前一层顶部重复打印下一层。
CN 104647757A也公开了一种3D打印鞋垫的制造方法。
WO2014207423说明书公开了一种鞋具物品,该鞋具物品具有鞋底和鞋面。鞋底包括用于与地面接触的外底、用于与穿着者的脚接触的内底、以及在内底和外底之间的中底。中底包括呈网格布置的弹性材料,在弹性材料的直立壁之间形成有一排中空单元。中底层的厚度至少约为5mm。
在目前用于时尚生活鞋具的零售行业中,没有商业化提供用于各种类型的脚的配脚鞋,包括平底鞋、中跟鞋、高跟鞋、休闲鞋、派对鞋,或者为女士、男士或甚至儿童的脚提供的公司鞋。本发明旨在通过技术进步在时尚生活鞋具的零售市场中商业化地提供非矫形鞋具。在矫形鞋具的情况下,穿着者的脚已经基本受损或变形。上述术语“非矫形”用于暗示本发明意在由“非变形”的脚穿着。
长期存在的挑战在于制造定制的拱形支承鞋具物品,包括高跟鞋、休闲鞋和正装鞋,具体是鞋楦、中底、内底或鞋床或者鞋垫。
现有技术的市售鞋具中的鞋楦、中底、内底、鞋床或鞋垫的一个问题是它们通常是扁平的并且是非足弓支承的,不适配不同类型的脚。现有技术的鞋一般不符合足弓。人的重量得不到很好的支承,因此他或她的姿势就不平衡。具有良好的足弓支承的鞋可减少肌肉拉伤并帮助保持平衡。它还可以降低足底筋膜炎的风险,足底筋膜炎是足底筋膜、即足底(底部表面)上的结缔组织的痛苦的发炎过程。这通常是由脚的足底筋膜或足弓肌腱的过度使用引起的。这是一种很常见的疾病,并且很难治疗。
中底、内底、鞋床或鞋垫的另一个问题是它们的耐用性。刚度和舒适性的竞争因素意味着支承芯部由诸如木材、塑料或软木之类的多层较强的衬垫材料制成。通常,至少一个钢元件包含在其支承芯部上,当这种鞋的穿着者通过例如在机场的安检点时,该钢元件会引起安全警报。
因此,3D扫描技术和3D打印技术都为鞋具制造提供了新的趋势。它们有利地用于本发明中以在足弓支承鞋中提供足弓支承功能和脚部成型/适配功能。因此,在现代3D扫描和打印技术的辅助下,对于制造可靠且恒定地为脚提供足够的足弓支承的内底、鞋床或鞋垫将会是一个福音。在此提出了本发明的创造性步骤,即在所述技术的辅助下,内底和中底被定制成为脚部成型/适配和拱形支承。将定制的足弓支承内底和中底合并在一起以构成作为时尚生活鞋具的足弓支承鞋。
发明内容
本发明的一个目的是在3D扫描和3D打印技术的辅助下,利用应用于中底、内底或鞋床的脚部轮廓数据,为时尚生活鞋具提供脚部成型/适配的功能,从而允许适配所有类型的脚的拱形支承和脚部对齐。
本发明的另一个目的是在3D打印技术的辅助下制造还包括至少三个气密结合层拱形支承中底和内底。
还有,本发明的另一个目的是将拱形支承中底和内底应用于其它形式的时尚生活鞋具,包括高跟鞋和平底鞋。
而本发明的又一个目的是使具有拱形支承中底和内底的时尚生活鞋具使用起来舒适且时尚。
实质上,申请人已使用3D扫描技术和3D打印技术开发了具有定制的拱形支承中底和内底的鞋具。这种具有定制的拱形支承中底和内底的鞋具是制鞋方法的产品,制鞋方法包括以下步骤:
1.使用3D扫描仪扫描穿着者的脚;
2.使用专有软件程序生成合适的脚部轮廓数据,包括形状、畸形、足迹轮廓和压力点或脚趾囊肿点;
3.将脚部轮廓数据校正并微调至标准化的角度和状态;
4.设计并对齐在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部的内底层、在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部的中底层,内底层顶部表面上的突出轮廓线、以及外底层,上述操作全部使用计算机辅助设计软件程序,并将上述脚部轮廓数据发送到3D打印机;
5.打印输出并气密结合上述层;
6.定制并修饰鞋面和鞋饰,以制造整体的鞋具。
可以随后在进一步详细说明本发明时发现其它目的。
附图说明
将参照附图仅以示例的方式描述本发明的优选实施例,附图中:
图1a是根据本发明制造的高跟鞋的拱形支承鞋底的侧视图。
图1b是图1a中所示的拱形支承鞋底的立体图。
图2a是根据本发明的具有拱形支承鞋底的高跟鞋的第一实施例的侧视图。
图2b是根据本发明的具有拱形支承鞋底的高跟鞋的第二实施例的侧视图。
图2c是根据本发明的具有拱形支承鞋底的高跟鞋的第三实施例的侧视图。
图3a是根据本发明的具有拱形支承鞋底的平底鞋的第一实施例的侧视图。
图3b是根据本发明的具有拱形支承鞋底的平底鞋的第二实施例的侧视图。
具体实施方式
参照附图,将解释具有定制的拱形支承鞋底的高跟鞋和平底鞋的若干实施例。
鞋具物品通常具有鞋面(2)和鞋底。
鞋面(2)可以由多个材料元件(即织物、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成革、聚合物、橡胶和泡沫等等的一个或多个层)形成。它从鞋具内部的空隙缝合或粘结,以便舒适且牢固地接纳脚。更具体地,鞋面形成一种结构,该结构在脚的脚背和脚趾区域上沿脚的内侧和外侧延伸,并且绕脚的脚后跟区域延伸。鞋面还可以包含鞋带系统,从而允许脚从鞋面内的空隙进入和移除。此外,鞋面可包括在鞋带系统下方延伸的鞋舌,以增强鞋具的可调节性和舒适性,并且鞋面可包括鞋跟支撑部。例如,鞋面可以是高拉伸强度针织物或网状适袜鞋面。鞋面采用精美天然意大利皮革制成。织物的透气性进一步确保了脚保持干爽并且不易产生疼痛的摩擦。
重要的是要注意,鞋底最终是在3D扫描技术的辅助下,根据在穿着者的脚下拍摄的诸如形状和压力测量值之类的测量值,并最终采用3D打印技术制成的,3D打印技术可根据个体穿着者的要求进行单独编程。该拱形支承中底固定到鞋面的下部,以定位在脚和地面之间。该拱形支承中底还可包括鞋垫,该鞋垫定位在鞋面内并靠近脚的下表面,以增强鞋具的舒适性。
同样重要的是要注意,申请人开发了一种至少有八个扫描摄像头的便携式3D扫描机,以扫描和测量所有类型的脚和高度。该机器还可以使用人的对齐点进行扫描。申请人还开发了专有软件,以生成和打印出脚部轮廓和轮廓线数据。
参照图1a和1b,鞋底至少包括与地面接触的外底层(5)、中底层(7)和与个体穿着者的脚接触的内底层(6)。
现有技术的外底层(5)、中底层(7)和内底层(6)在金属固定机构的辅助下接合。当穿鞋者通过诸如在机场检查站的安检点时,这种金属固定机构通常会引起安全警报。使用3D打印技术的一个主要优点是在支承芯部中不使用金属部件,而本发明中的三个层叠层(6、7、5)是气密结合的。定制的拱形支承鞋底至少包括顶部内底层、中底层和外底层;这三层是由3D打印技术层叠和制造的,因此三层气密结合在一起而没有金属接合装置。这是使用3D打印技术的一个非显而易见的优点。
中底层(7)可由聚合物泡沫材料形成,该聚合物泡沫材料在行走、跑步和其它走动活动期间减轻地面反作用力(即提供缓冲)。例如,中底层(7)还可以有诸如流体填充的腔室、板、调节器或其他元件的缓冲以进一步衰减力、增强稳定性或影响脚的运动。
外底层(5)形成鞋具的地面接触元件,并且通常由耐用且耐磨的橡胶材料制成,该橡胶材料包括纹理以影响牵引力。
在图1b中,在内底层(6)的顶表面上示出的突出轮廓线包括由侧向弯曲延伸部(10)、脚趾轮廓线(11)、球轮廓线(12)和脚跟轮廓线(13)支承的内侧纵弓轮廓线。脚趾轮廓线(11)和球轮廓线(12)都用于支承跖骨弓。
内底层(6)构造有解剖宽的鞋床,该鞋床快速地对齐穿着者脚的特定轮廓线。鞋床允许体重在整个脚上均匀分布以获得更好的姿势,并且使关节压力最小。内底层(6)抗腐蚀、柔韧,并采用优质橡胶、聚氨酯和乳胶材料制成。升高的鞋床/内底中心为穿着者提供了较好的足弓支承,并释放脚的中央部分关节的压力,以防止足弓疼痛。深的脚跟压痕提供支承、足跟骨保护和足跟疼痛预防。鞋和凉鞋内置的拇趾支承为大脚趾提供了舒适的握持,从而防止脚向前滑动并使脚保持在稳定的、矫形健康的位置。防震绒面涂层乳胶和软木鞋床可吸走水分,以防止脚癣和水泡。
因此,具有定制的拱形支承鞋底的上述鞋具是申请人设想的制鞋过程的产品,制鞋过程包括以下步骤:——
1.使用3D扫描仪扫描穿着者的脚;
2.使用专有软件程序生成合适的脚部轮廓数据,包括形状、畸形、足迹轮廓和压力点或脚趾囊肿点;
3.将脚部轮廓数据校正并微调至标准化角度和状态;
4.设计并对齐在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的内底层(6)、在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的中底层(7),内底层(6)顶部表面上的突出轮廓线(11、12、13)、以及外底层(5),上述操作全部使用计算机辅助设计软件程序,并将上述脚部轮廓数据发送到3D打印机;
5.打印输出并气密结合上述层(6、7、5);
6.定制并修饰鞋面(2)和鞋饰,以制造整体的鞋具。
参照图2a、2b和2c,根据本发明的定制的拱形支承内底(6)和中底(7)应用于高跟鞋(1)的三个实施例,其中鞋跟在具有垫片(4)或楔形件(14)的鞋跟支承件(3)的帮助下相对于鞋前部提升或升高。
参照图3a和3b,根据本发明的定制的拱形支承内底(6)和中底(7)应用于大致平底鞋的两个实施例。

Claims (9)

1.一种鞋具,所述鞋具至少具有鞋面(2)和鞋底,所述鞋底至少包括与穿着者的脚接触的内底层(6)、中底层(7)以及与地面接触的外底层(5),其特征在于
所述鞋底设置成匹配并适配个体穿着者的定制脚部轮廓,所述脚部轮廓优选地通过3D扫描技术计算;
顶部内底层(6)、中底层(7)和外底层(5)由3D打印技术制造,使得三层(6、7、5)气密结合在一起,而在其芯部(8)没有金属接合装置;以及
所述鞋底作为整体鞋具固定在所述鞋面(2)的下部,
而穿着者的脚基本上为非变形/非矫形的;
因此,所述整体鞋具也支承脚的足弓并使穿着者的站立姿势对齐。
2.如权利要求1所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述内底层(6)整体地包括设置在其内侧和中间部分的侧向弯曲延伸部(10),由此所述侧向弯曲延伸部(10)用作内侧纵弓支承部。
3.如权利要求1所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述中底层(7)整体地包括设置在其内侧和中间部分的侧向弯曲延伸部(10),由此所述侧向弯曲延伸部(10)用作内侧纵弓支承部。
4.如权利要求1所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述与穿着者的脚接触的内底层(6)的顶表面在其前部设置有脚趾轮廓线(11)和球轮廓线(12),两者都用于支承脚的跖骨弓。
5.如权利要求1所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述与穿着者的脚接触的内底层(6)的顶表面在其脚跟部分处设置有脚跟轮廓线(13)。
6.如权利要求4或5所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述突出轮廓线(11、12、13)优选地由3D技术打印,并与个体穿着者的定制的脚部轮廓匹配和适配,所述脚部轮廓优选地由3D扫描技术计算。
7.如权利要求2或3所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述定制的拱形支承内底层(6)和具有所述侧向弯曲延伸部(10)的所述中底层(7)整体地应用于高跟鞋(1)。
8.如权利要求2或3所述的具有定制的拱形支承鞋底的鞋具,其特征在于
所述定制的拱形支承内底层(6)和具有所述侧向弯曲延伸部(10)的所述中底层(7)整体地应用于平底鞋。
9.一种制鞋方法,所述方法包括以下步骤:
1.使用3D扫描仪扫描穿着者的脚;
2.使用专有软件程序生成合适的脚部轮廓数据,包括形状、畸形、足迹轮廓和压力点或脚趾囊肿点;
3.将脚部轮廓数据校正并微调至标准化角度和状态;
4.设计并对齐在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的内底层(6)、在其内侧和中间部分具有侧向弯曲延伸部(10)的中底层(7),内底层(6)顶部表面上的突出轮廓线(11、12、13)、以及外底层(5),上述操作全部使用计算机辅助设计软件程序,并将上述脚部轮廓数据发送到3D打印机;
5.打印输出并气密结合上述层(6、7、5);
6.定制并修饰鞋面(2)和鞋饰,以制造整体的鞋具。
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