CN114468476A - 用于制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辅助制造针对个人的脚的跖面定制的矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的设备。该设备包括：便携式外壳；加热器单元，其选择性地加热鞋制品插入物的矫形件或脚跟罩以增加其柔韧性；至少一个对准装置，其在使矫形件或脚跟罩符合个人的脚的跖面之前，辅助个人的脚定位和定向；以及，真空系统，其用来在使矫形件或脚跟罩定型之前，在个人的脚周围选择性地施加真空以使矫形件或脚跟罩符合个人的脚的跖面。本发明还提供用来制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的相关方法。

Description

用于制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和 设备

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2015/047981，国际申请日为2015年9月1日，进入中国国家阶段的申请号为201580058978.6，名称为“用于制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的引用

本申请要求保护在2014年9月12日提交的美国专利申请号14/485,552的优先权，其内容以全文引用的方式并入到本文中。

技术领域

本公开大体而言涉及矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物，更特定而言，涉及制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和设备。

背景技术

矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物可以在形式上广泛地不同并且可以由基本上刚性构件构成或者包括基本上刚性构件，基本上刚性构件理想地具有相对较薄的厚度并且从脚的根骨区(脚跟部)延伸到脚的跖骨头区域后方(即，在脚“跖球”处的区域)后方并且形成为与个人的脚的跖面相符。一般而言，基本上刚性构件(有时被称作矫形件，功能矫形件或脚跟罩)的目的是为了在走路和跑步时身体经历的步态周期中定位和然后控制跗骨间和距下关节的移动以及可能的其它移动。步态周期的细节以及前述矫形件或脚跟罩的总体预期功能以及关于本发明的方面的其它信息陈述于名称为“Orthotic and Method of Makingthe Same”的美国专利No.5,394,626中，制造定制矫形件和鞋垫的示例方法公开和描述于美国专利No.3,995,002、No.4,597,196、No.4,718,179、No.4,803,747、No.4,962,593、No.5,184,409和No.5,394,626中，所有这些以全文引用的方式并入到本文中。

发明内容

本文示出和描述的用来制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和设备提供特别适合于以非常高效和可靠的方式来制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法和设备。所得到的定制矫形件和鞋垫特别适合于在整个步态周期提供脚支承。

用来辅助制造根据个人的脚的跖面的定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的设备的至少一个实施例可以总结为包括便携式外壳和加热器单元，加热器单元联接到便携式外壳以选择性地加热鞋制品插入物的矫形件或脚跟罩以增加矫形件或脚跟罩的柔韧性。该设备还可包括至少一个对准装置，其联接到便携式外壳以在使矫形件或脚跟罩符合个人的脚的跖面之前，辅助个人的脚定位和定向。此外，该设备还可包括真空系统，真空系统联接到便携式外壳并且包括控制装置，用来在使矫形件或脚跟罩定型之前，在个人的脚周围选择性地施加真空以使矫形件或脚跟罩符合个人的脚的跖面。

对准装置可包括：用于个人的腿远侧端的托架，托架可调整地朝向和远离设备的脚接纳区移动；支承装置，其可调整地定位于脚接纳区内以在个人的腿的远侧端由托架支承时选择性地置于个人的脚的跖骨头下面和稳定个人的脚的跖骨头；以及，激光装置和相关联的控件，其用于选择性地在个人的脚上和个人的腿的远侧端上生成一个或多个可见的对准指示标记来辅助个人的脚在脚接纳区内的定位和定向。

用来制造定制的鞋垫组件的方法的至少一个实施例可以总结为包括：利用便携式鞋垫定制单元来加热刚性脚跟罩以增加脚跟罩的柔韧性；将处于柔韧状态的脚跟罩附连到全长泡沫鞋垫上以形成贮存鞋垫组件；将贮存鞋垫组件定位于个人的脚的跖面上，脚跟罩保持在柔韧状态；借助于便携式鞋垫定制单元的一个或多个对准装置来确保个人的脚和个人的腿的远侧端的所希望的定位和取向；以及在使脚跟罩定型之前，将贮存鞋垫组件成型为符合个人的脚的跖面以使用便携式鞋垫定制单元的真空系统形成定制的鞋垫组件。

借助于便携式鞋垫定制单元的一个或多个对准装置来确保个人的脚和个人的腿的远侧端的所希望的定位和取向可包括：当个人的腿的远侧端由托架支承时引导个人的脚至便携式鞋垫定制单元的脚接纳区附近，托架可移动地联接到便携式鞋垫定制单元的外壳以朝向和远离脚接纳区来回移动；

调整可移动地联接到便携式鞋垫定制单元的外壳的支承装置以置于个人的脚的跖骨头优选地个人的脚的第五跖骨头区域下面并且稳定个人的脚的跖骨头，优选地个人的脚的第五跖骨头区域；和/或相对于便携式鞋垫定制单元调整个人的脚或个人的腿的远侧端的位置或取向，使得由便携式鞋垫定制单元生成的可见对准指示标记与个人的脚或所述个人的腿远侧端上的一个或多个目标位置对准。

用来制造定制的矫形件组件的方法的至少一个实施例可以总结为包括：利用便携式矫形件定制单元来加热刚性矫形件以增加矫形件的柔韧性；将矫形件定位于个人的脚的跖面上，矫形件保持在柔韧状态；借助于便携式矫形件定制单元的一个或多个对准装置来确保个人的脚和个人的腿的远侧端的所希望的定位和取向；以及在使矫形件定型之前，使用便携式矫形件定制单元的真空系统将矫形件成型为符合个人的脚的跖面以形成定制矫形件。

借助于便携式矫形件定制单元的一个或多个对准装置来确保个人的脚和个人的腿的远侧端的所希望的定位和取向可包括：当个人的腿的远侧端由托架支承时引导个人的脚至便携式矫形件定制单元的脚接纳区附近，托架可移动地联接到便携式鞋垫定制单元的外壳以朝向和远离脚接纳区来回移动；调整可移动地联接到便携式矫形件定制单元的外壳的支承装置以置于个人的脚的跖骨头，优选地个人的脚的第五跖骨头区域下方并且稳定个人的脚的跖骨头，优选地个人的脚的第五跖骨头区域；和/或相对于便携式矫形件定制单元调整个人的脚或个人的腿的远侧端的位置或取向，使得由便携式矫形件定制单元生成的可见对准指示标记与个人的脚或个人的腿远侧端上的一个或多个目标位置对准。

附图说明

图1是根据一示例实施例用于制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的设备的等轴俯视图。

图2至图10示出了使用图1的示例设备来形成根据一实施例的定制鞋垫的顺序，其中：

图2示出了将鞋垫的脚跟罩最初装配到个人的脚上；

图3示出了将脚跟罩放置于图1的设备的加热器单元中以加热脚跟罩并且提高其柔韧性；

图4示出了组合柔韧脚跟罩与鞋垫的另一部分来形成鞋垫组件；

图5示出了抵靠个人的脚的跖面来固定鞋垫组件；

图6示出了将个人的脚和鞋垫组件封闭于柔性袋中；

图7和图8示出了在使脚跟罩符合个人的脚的跖面之前，借助于图1的设备来使个人的脚和鞋垫组件定位和定向；

图9示出了所得到的鞋垫组件的等轴仰视图；以及

图10示出了所得到的鞋垫组件的等轴俯视图。

具体实施方式

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物和其制造方法相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”、“该”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

图1示出了根据一示例实施例用来制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的设备100，并且图2至图10示出了借助于设备100形成根据一示例实施例的鞋制品的定制鞋垫的顺序。

参考图1，该设备100可以包括便携式外壳110，便携式外壳110总体上限定封壳，其用于加热器单元120(例如，烤炉)等，加热器单元120被提供在使用期间选择性地加热矫形件、脚跟罩200或者其它基本上刚性的鞋制品插入构件以增加其柔韧性。加热器单元120可以隐藏或基本上隐藏于由便携式外壳110限定的内腔112内。便携式外壳110也可以包括一个或多个通风口113(例如，百叶窗、纱网、多个孔口等)以在使用期间使加热器单元120生成的热空气从内腔112出来。通风口113可以一体地形成于便携式外壳110中，并且设置于便携式外壳110的至少上部部分中。

便携式外壳110还可以包括门114以提供对加热器单元120的至少一部分的选择性访问。例如，设备100的示例实施例可以包括门114，门114由铰链116枢转地连接到外壳的侧部115以在闭合位置(未图示)与打开位置之间移动，在闭合位置，门114基本上平行于设备100的侧部115，在打开位置，门大体上垂直于设备100的侧部115，如图1所示。在打开位置，门114可以充当或提供工作台面，系统的使用者或操作者可以将各种器械定位于工作台面上来辅助定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物制造过程。门114可以由闩锁机构117(例如，磁铁、按钮闩锁机构)保持闭合。因此，当需要时使用者可以快速地访问加热器单元120，或者当设备100不使用时，可以隐藏或基本上隐藏加热器单元120。

加热器单元120可以包括烤炉，烤炉具有开口122以接纳矫形件、脚跟罩200或者其它基本上刚性鞋制品插入物，并且在热环境120内加热矫形件、脚跟罩200或者其它基本上刚性鞋制品插入物来增加其柔韧性，以在随后成型到个人的脚的跖面上。为此目的，加热器单元120还可以包括一个或多个控件124(例如，控制按钮、旋钮、滑块、触摸屏、开关、指示器等)和显示器126以选择性地控制加热器单元120的操作。例如，控件124可以包括电源开关用来使加热器单元120上电和断电。可以提供一个或多个指示灯以向使用者传达信息，诸如当由加热器单元120提供的热环境123到达阈值或所希望的温度时。可以提供一个或多个按钮来设置定时器或以其它方式辅助确保矫形件、脚跟罩200或其它基本上刚性鞋制品插入物向热环境123暴露的时间足以将其柔韧性增加到其柔韧但并不过粘或不可使用的点。显示器126可以显示例如表示热环境123的温度读数和/或还有多长时间达到所希望的柔韧性。加热器单元120(和设备的任何其它功率部件)可以从电缆125接收电力，电缆125可以从设备100延伸，用于将设备100联接到电源诸如市电。

在某些情形下，加热器单元120还可以包括用来储存器械128，诸如刮铲或其它工具的储存腔127，在矫形件、脚跟罩200或其它基本上刚性鞋制品插入物插入于开口122中以在热环境123内加热时，器械128被提供用来支承矫形件、脚跟罩200或其它基本上刚性鞋制品插入物。器械128可以包括大体上平面的支承平台129和手柄130以用来操纵器械128并且当矫形件、脚跟罩200或其它基本上刚性鞋制品插入物到达所希望的柔韧性时取回器械128和矫形件、脚跟罩200或其它基本上刚性鞋制品插入物。

根据该设备100的示例实施例，轮布置132A-C可以设置为从便携式外壳110延伸以接合地面表面，在地面表面上支承便携式外壳110。例如，一组前轮132A、132B可以设置成从便携式外壳110的前端向下延伸并且后轮132C可以设置成从便携式外壳110的后端向下延伸，如图7所示。轮布置132A-132C可以包括不同类型的轮，包括球轮。轮布置132A-132C可以呈三角形构造，如在设备100的示例实施例中所示，并且可以定位并且构造成允许从一侧到另一侧的微调从而相对于装配了定制矫形件、鞋垫和鞋制品插入物的个人调整设备的角取向。手柄134可以联接到便携式外壳110，以利用手柄134和借助于轮布置132A-132C，在地面表面上引导便携式外壳110的尾端来进一步辅助相对于个人对便携式外壳110进行角度调整。手柄134可以偏离于便携式外壳110的上端或后端。手柄134可以一体地形成于便携式外壳110中或者联接到便携式外壳110。手柄134还可以提供用来从一个地点向另一个地点携带、升降或运输设备100的方便装置。

继续参考图1，该设备100还包括联接到便携式外壳110的多个对准装置以在使矫形件、脚跟罩或其它基本上刚性鞋制品插入物符合个人的脚的跖面之前，辅助个人的脚的定位和定向。

例如，示例设备100包括托架142，托架142被设置为支承个人的腿LL的下端或远侧端。托架142可调整地朝向和远离设备100的脚接纳区140移动。更特定而言，托架142可调整地沿着设置于便携式外壳110的支承平台部分146上的一对调整轨道144移动，便携式外壳110的支承平台部分146向外并且大体上垂直于便携式外壳110的前面111和脚接纳区140延伸。以此方式，待装配定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的个人的远侧端或小腿LL，可以在使矫形件、脚跟罩200或其它鞋制品插入物符合个人的脚F期间，将他或她的腿支承在托架142中。此外，在托架142持续地支承小腿LL时，可以操纵或以其它方式来调整个人的脚F的位置和取向，因为在对个人的脚进行这种操纵或调整期间，托架142沿着调整轨道144平移。

作为另一示例，示例设备100还包括一对脚支承装置150A、150B，这对脚支承装置150A、150B邻近脚接纳区140定位于在脚接纳区140相对侧。当个人的腿LL的下端或远侧端支承于托架142中时，从个人的脚F的相应侧，每个支承装置150A、150B可选择性地定位成在个人的脚F的跖骨头下面并且稳定个人的脚F的跖骨头。如在图8中最佳地看出，支承装置150A、150B中每一个可以成形为置于个人的脚的跖骨头下面并且稳定个人的脚的跖骨头，在使矫形件、脚跟罩或其它鞋制品插入物符合个人的脚F的跖面时不干扰或接触矫形件、脚跟罩200或其它鞋制品插入物。支承装置150A、150B中每一个在大体上平行于设备100的接纳区140限定的参考平面的方向上来回移动并且可绕大体上垂直于参考平面的相应轴线152A、152B可旋转地调整，以能调整支承装置150A、150B适应不同大小的脚。可以设置拉力锁154A、154B或其它紧固装置来将每个支承装置150A、150B选择性地锁定在所希望的竖直位置和所希望的角取向。优选地，每个支承装置150A、150B被成形为仅在个人的脚的第五跖骨头区域下方置于个人的脚F下面并且稳定个人的脚F，如在图8中标记为156所表示的那样，目标用于右侧支承装置150B，设置右侧支承装置150B用来在制造用于右脚的定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物期间支承个人的右脚。如从图8可以认识到，另一左侧支承装置150A可以从脚接纳区140枢转出来以便不干扰用于右脚的矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的制造过程。

作为又一实例，示例设备100还可包括激光装置160和相关联的控件162(例如，按钮)，其可定位成选择性地在个人的脚上FF和个人的腿的下端或远侧端上的目标位置157、158生成一个或多个可见的对准指示标记164(即，激光束、线或点)，来辅助个人的脚在脚接纳区140内的定位和定向。可以由相关联控件162来启用和停用激光装置160，并且激光装置160可以经由电缆125从市电或者从单独机载电源诸如单独电池电源接收电力。

该设备100还可包括真空系统166，真空系统166联接到便携式外壳110并且包括控制装置167(例如，脚踏板168)，用来在个人的脚周围选择性地施加真空，以在使矫形件或脚跟罩200或其它鞋制品插入物定型之前，使矫形件、脚跟罩200或其它鞋制品插入物符合个人的脚的跖面。控制装置167可以包括脚踏板168，脚踏板168经由电缆169通信地联接到真空系统166，以使得使用者能过从便携式外壳110外部或远离便携式外壳110的位置启用真空系统166。在其它情形下，控制装置167可以包括手持拨动开关或其它控制器。真空系统166还可以包括吸力管170，用来施加由真空泵或真空单元171(图8)生成的吸力以抽空在个人的脚F周围的空间。配件172可以设置于吸力管170的引入端176附近，以辅助将吸力管170的引入端176装配到个人小腿LL或踝关节上并且绕个人的脚F形成密封环境。

根据某些实施例，示例设备100的便携式外壳110还可以包括位于脚接纳区140下方的储存容器118，储存容器118限定储存空间119以储存真空系统166的一个或多个可操作部分(例如，吸力管170和控制装置167)或设备100的其它部件。在某些情形下，储存容器118可移动地联接到外壳110，以允许使用者将储存容器118从外壳110延伸以接收来自外壳110的内含物。在其它情形下，储存容器118可以牢固地固定到外壳110上或者一体地形成于外壳110的下部部分中。

在本文中描述了图1的示例设备100的各种特征和部件，现参考图1至图10来描述使用示例设备100或其变型来制造定制矫形件、鞋垫和其它鞋制品插入物的方法。尽管特别地参考制造包括接到全长柔性鞋垫202的刚性脚跟罩200的定制鞋垫来描述方法，应意识到该方法的许多方面可以适用于很多种鞋制品插入物，包括由整体材料结构组成的四分之三长度的矫形件。

一般而言，该方法可以始于使要制造成一双定制矫形件或鞋垫的个人坐在升高的椅子或凳子上。然后，刚性脚跟罩200可以抵靠个人的脚F的跖面放置，如图2所示，以检查脚跟罩200的适当初始大小设定。脚跟罩200的前缘应当达到刚好到达个人的脚F的跖骨头后方。

之后，如图3所示，刚性脚跟罩200可以放置于器械128上并且插入于设备100的加热器单元120的开口122内。在图3中，脚跟罩200的后端或脚跟部被示出首先放置于开口122内；然而，如果由加热器单元120提供的热环境并不均匀，希望将脚跟罩200的前端首先放置于开口122内来确保脚跟罩200的足中段和足前段部分被充分加热。在任何情况下，在图3中示出的加热步骤被实现为使得理想地，整个脚跟罩200被加热到适度升高的温度(例如，在约150℉与约300℉之间)使形成脚跟罩200的材料充分柔韧或屈服使得其能变形并且根据个人的脚F仿形(如将在下文中描述)，以便取得匹配个人的脚F的跖面的所希望的轮廓的永久定型。在某些情形下，对于某些材料类型，例如，包括碳纤维元件的聚合物共混物，加热步骤可能花费约三分钟。然而，如相关领域的普通技术人员将认识到，停留时间可能根据脚跟罩200的材料、脚跟罩200的厚度和/或其它因素诸如脚跟罩200所经受的热环境123的温度而不同。

在对脚跟罩200进行充分加热后，其然后可以压靠在全长柔性鞋垫202上使得脚跟罩200的上表面接合全长柔性鞋垫202的下表面，如图4所示。下突伸对准部分260可以设置于全长柔性鞋垫202上并且形状和大小适于装配到脚跟罩200中相对应孔口262中，以便辅助适当地对准脚跟罩200与全长柔性鞋垫202。脚跟罩200的上表面可能设有合适的粘合剂，当加热时，粘合剂软化，使得全长柔性鞋垫202在冷却时变得结合到脚跟罩200上。

接下来，使用设备10利用脚定位和真空成型技术使脚跟罩200和全长柔性鞋垫202根据个人的脚的跖面成型。如图5所示，吸力管170可以通过使用配件172和弹性带174而施加到个人小腿LL或踝关节上。管170的引入端176可以定位于个人足中段的上表面上，如图5所示。带或条带178或者其它固定装置可以设置于个人的脚F周围，以保持组装的脚跟罩200和全长柔性鞋垫202抵靠脚F的跖面就位。

如图6所示，柔性袋180然后可以放置于脚F周围并且向上包围小腿LL或踝关节。如图7所示，围绕小腿LL或踝关节的袋180的上部部分可以利用周围带或条带182压靠在踝关节上。袋180的上部部分可以先卷起和/或折叠，之后再将它固连到个人小腿LL或踝关节上以辅助在个人的脚F周围形成大体上密封的环境。

在使组装的脚跟罩200和全长柔性鞋垫202符合个人的脚的跖面之前，操作者可以辅助个人将他或她的脚F定位和定向成所希望的位置，其脚F的前部部分相对于脚F的后部部分适当地定位和定向。这将借助于设备100来进行并且通常使得脚F处于中立位置，其脚的前部部分定位成使得跗骨间关节处于其锁定或几乎锁定位置，如在下文中详细地讨论。

参考图7和图8，联接到便携式外壳110的对准装置用来定位和加载脚F使得稳定地保持骨骼结构，其中距下关节处于“中立”位置并且跗骨间关节被锁定，这对于将脚F放置于为了构建有效矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物所需的位置和取向而言是较为重要的。功能性人脚的骨骼结构经历一系列阶段，始于脚跟撞击(当脚跟最初与地面或其它表面接触时)，其中骨骼结构最初略微松散并且自由收拢和扩展到一定程度以便吸收冲击并且符合下方的表面。然后，随着重量在脚上向前移动，身体向前运动，骨骼结构转变为比较刚性构造。特别地，如由脚的跖面所产生的重心最初遵循略微向前和侧向路径，因为随着重心转移到第五跖骨头的区域上(大体上在小脚趾基部下方的区域)，足后段同时经历外翻，且跗骨间关节变得“锁定”。在步态周期的其余时间，跗骨间关节保持锁定，使得脚形成基本上刚性“杠杆”，以在足趾离地期间将力高效地传输到地面。同样，关于步态周期更全面的解释和跖关节的锁定和解锁可以见于美国专利No.5,960,566中，该专利申请以引用的方式并入到本文中。

联接到便携式外壳110的对准装置利用脚特征作为刚性杠杆，如在前面的段落中描述，以将脚定位于为了形成符合脚跖面的定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物所希望的位置和取向。可以在不使脚的软组织或骨骼结构扭转的情况下实现这点。

如在图1中最佳地看出，托架142优选地略微为U形或V形，以在足后段上和因此也在腿LL的下部部分远侧上具有对中效果，并且略微远离脚接纳区140(或跖面的总平面)间隔开。托架142可以在脚跟区域顶部或者小腿LL的远侧三分之一的底部附近的区域中固定地接合腿，其中U形或V形区域的大小和角度被构造成牢固地保持腿的这个区域，但不会使个人感觉到不舒服。托架142通常沿着外壳110的中心线定位，因此允许它既用于右腿也用于左腿。

如继续参考图7和图8可以看出，可调整的脚支承装置150A、150B可以向内朝向外壳110的中心线定位，并且优选地由能向脚F跖面施加指向背侧的力的刚性材料形成。脚支承装置150A、150B的大小和形状优选地仅选择性地接合在第五跖骨头紧邻下方的脚F的区域。

可移动地调整脚支承装置150A、150B以适应不同长度和宽度的脚。更特定而言，能在纵向(上下)选择性地调整并且有角度地旋转脚支承装置150A、150B，以便将脚支承装置150A、150B的相应远侧部分定位于具有不同大小的脚的第五跖骨头区域下方，右侧支承装置150B用于右脚并且左侧支承装置150A用于左脚。

如先前所描述的那样，托架142的位置也可以调整为适应不同大小的脚和腿。更特定而言，托架142能选择性地朝向和远离脚支承装置150A、150B滑动，以适应具有更小/更短或更大/更高足后段区域的脚和/或适应小腿LL远侧三分之一处的大小差异。

激光装置160可以设置于脚接纳区140上方以将可见对准指示标记164(即，激光束、线或点)投射到大体上沿着外壳110的中心线并且也与托架142的中心对准的目标位置157、158，如由图7和图8中的虚线所示。可见对准指示标记164(即，激光束、线或点)因此提供用于设备100的中心平面总体上的视觉参考线。

如上文所提到的那样，对准装置用来使脚F的骨骼结构定向为跗骨间关节处于锁定位置，采用骨骼结构的对准结合第五跖骨头的指向背侧的(向上)荷载，基本上模仿在步态周期的相对应点由第五跖骨头所经历的重力的反作用力。

现将继续参考图7和图8来更详细地描述实现脚F的定位和锁定的示例步骤。作为初始步骤，使设备100紧邻就坐的患者，使得由激光装置160和托架142形成的中心线大体上对准并且朝向在装配了定制矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的脚F的侧部上的个人髋部(例如，如果装配了右脚，大致与髋部的右部对准)。个人小腿LL然后放置于托架142中，其中膝关节略微弯曲(升高)并且踝关节背屈并且脚跟前推，使得脚跟跖面位于脚接纳区140和由脚支承装置150A、150B限定的平面附近。这样一来，托架142将从肢体接管大部分重量，同时使足后段和小腿LL的远侧三分之一相对于脚接纳区140居中。使用者或操作者可以调整适当脚支承装置150A、150B使得其定位于外侧足前段下方，并且特别地在骨骼结构的第五跖骨头下方，如在图8中最佳地示出，并且患者然后跖屈踝关节以便使足前段降低。这样一来，在第五跖骨头下方的区域中的足前段的跖面与适当脚支承装置150A、150B的远侧部分接触，从而保持第五跖骨头防止在足底方向上进一步移动。使足前段跖屈仅需要个人放松踝关节不再保持脚为“脚跟向前”状态，脚F最初以“脚跟向前”状态设置于托架142中，使得当足前段完全放松并且降低时，第五跖骨头经受向上(向指向背侧)的力，模仿在自然步态周期的相对应阶段中由重力形成的第五跖骨头的荷载。在放松状态下，仅由小腿肌肉通过跟腱起作用并且以踝关节作为支点而施加的张力形成指向背侧的力，指向背侧的力足以向第五跖骨头加载阻力，使得跗骨间关节呈现锁定构造而无需使患者故意地使用肌肉和韧带下压足前段从而可能造成脚F扭曲或者偏离于正确形状，并且不会使第五跖骨头的区域承载原本可能会使组织扭曲和/或患者不适的过大重量。

为了使脚F相对于脚接纳区140的中心轴线居中并且使距下关节处于中立状态，同时保持跗骨间关节锁定，小腿LL接下来被调整为利用激光装置160投射的对准指示标记164(即，激光束、线或点)来定位第二跖骨头(在第二脚趾基部附近的区域中，在图8中标记为157)，对准指示标记16与托架142的中心对准，如上文所提到的那样。然后患者的膝关节可以降低并且踝关节同时跖屈约90°，这可以将设备100推离患者就坐的椅子或其它支承件。作为响应，设备100可以在地面上或者支承它的其它支承表面上远离人滚动。在设备100远离患者移动时，允许该设备100以弧形朝向患者中心线转动，因此适应在大部分小腿中存在的自然向内偏移(朝向身体的中线成角度)。该设备100的组合远侧和内侧运动的效果是使脚F的第二跖骨头与小腿LL的远侧三分之一大体上对准，以便将距下关节置于中立状态，这种对准在视觉上由在第二跖骨头顶部上以及向上小腿LL的远侧部分上停留的对准指示标记164(即，激光束、线或点)来验证。关于需要对这种对准进行微小修正或“微调”，这易于通过相对于个人简单地调整外壳110尾端以使第二跖骨头和小腿LL的下三分之一与激光装置160所生成的对准指示器164(即，激光束、线或点)对准来执行。

应了解脚轮或轮的各种布置可以用于外壳110上以允许滚动和转动动作，并且另外，在某些情形下，个人可以坐在远离设备10滚动和/或相对于设备100转动的椅子或其它支承件上，而不是设备10滚动和/或转动。

以所描述的方式定位和锁定的脚支承装置150A、150B在靠近设备100的脚接纳区140的位置有效地形成脚F的横向平面，第五跖骨头搁置于脚支承装置150A、150B上。因为在图示实施例中托架142保持足后段和小腿LL的远侧三分之一基本上垂直于脚支承装置150A、150B的平面，脚支承装置150A、150B有效地建立相对于外壳110前面111基本上0°外翻/内翻的脚F的横向平面。然而，个人的脚在很大程度上不同，并且取决于脚所表现出的外翻程度(例如，6°外翻、8°外翻等)，当跗骨间关节锁定并且距下关节处于中立位置时，足前段的内侧在某些情形下可能定位于0°横向平面上方或者0°横向平面下方。因此，其中支承装置150A、150B仅存在于外侧足前段下方并且优选地仅在第五跖骨头下方而不是在整个脚下方的本发明的实施的另一重要优点在于，脚的内侧自由升高到高于0°横向平面或降低超过0°横向平面，这由特定脚本性决定，在其中脚的整个宽度压靠到板或其它连续支承物或表面的装置的情况下，这是不可能的。

在脚F以所描述的方式对准和保持的情况下，脚F的整个跖面适当地定位和定向成使鞋垫的组装部件(即，脚跟罩200和全长柔性鞋垫202)符合跖面。因此，真空系统166可以被启用(例如，经由脚开关168)以通过吸力管170的管入口176抽出空气来抽空袋180并且迫使组装好的部件(即，脚跟罩200和全长柔性鞋垫202)以适当压力抵靠个人的脚F的跖面。

应了解脚跟罩200当被加热时充分柔韧或屈服使得大气压力的力(由于向袋180内施加真空造成)足以使脚跟罩200成形使得其将适当地符合个人的脚F的跖面。因此，利用设备200适当地辅助个人的脚定位和定向，脚跟罩200和因此全长柔性鞋垫202呈现密切对应于个人的脚F的跖面的形状，其中脚F处于最佳位置，如上文所讨论。

在较短时间内，脚跟罩200将冷却到室温，使得脚跟罩200将硬化为在上文所描述的真空成型期间其已经呈现的适当构造。在某些实施例中，风扇或其它冷却装置可以联接到设备100或以其它方式与设备100一起设置以辅助冷却脚跟罩200和邻接的全长柔性鞋垫202。在冷却时，脚跟罩200完全结合到全长柔性鞋垫202以形成最终的定制鞋垫204，例如，在图9和图10中示出的鞋垫组件204。

用于另一只脚的定制鞋垫能以与上文所描述的基本上相同的方式做出。从上文的描述显然，本发明的实施例的重要优点之一在于定制仿形为适应个人的脚的个别特征的制成的成对的矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物可以相对快速地并且容易地生产并且具有由设备100或其变型提供的改进的准确性和可重复性。

同样，所得到的定制鞋垫可以具有与图9和图10所示的形式相同或相似的形式，图9和图10示出了一对对称成型的鞋垫组件的示例右侧鞋垫组件204。鞋垫组件204包括全长柔性鞋垫202和联接到全长柔性鞋垫202的刚性脚跟罩200。

在某些情形下，全长柔性鞋垫202可以包括可弹性压缩的泡沫材料。可弹性压缩的泡沫材料可以由照射工艺形成，照射工艺使形成于其中的气泡大小最小并且相比于例如化学交联泡沫形成的鞋垫，可能导致所形成的全长柔性鞋垫202重量减轻。这可能会导致全长柔性鞋垫202重量特别轻但是仍具有充分的弹性来提供足够的缓冲和耐用性。在某些情形下，全长柔性鞋垫202可以包括多层可压缩泡沫材料，其中每一个层包括不同性质，例如不同硬度。

根据某些实施例，刚性脚跟罩200可以包括碳纤维加强的聚合材料。碳纤维加强的聚合材料可以包括(例如)聚合物共混物，其具有在质量或体积上高达或超过10％的碳纤维以增强脚跟罩200的结构刚性。这可能会导致脚跟罩200重量特别轻但具有充分的刚性来向个人的脚提供足够的生物力学支承。在这些情形下，脚跟罩200在热环境123内的停留时间可能相比于例如没有碳纤维元件形成的脚跟罩200的停留时间更长。

继续参考图9和图10中示出的鞋垫组件204的示例实施例，所得到的全长柔性鞋垫202包括上仿形表面222和与上仿形表面222相对的下仿形表面224，上仿形表面222符合个人的脚的跖面。上仿形表面222和下仿形表面224彼此偏离并且限定大体上均匀厚度。全长柔性鞋垫202还包括用来接合和支承使用者脚跟的脚跟部226，用来支承使用者脚的足前段的足前段部分228和位于脚跟部226与足前段部分228之间的足中段部分227。

刚性脚跟罩200包括上仿形表面242和与上仿形表面242相对的下仿形表面244。下仿形表面244具有与上仿形表面242相同的总体轮廓并且与上仿形表面242偏离以限定薄壳体结构。在某些实施例中，限定于上仿形表面242与下仿形表面244之间的薄壳体结构的厚度可以非常均匀。在其它情形下，限定于上仿形表面242与下仿形表面244之间的薄壳体结构的厚度可能在整个脚跟罩200的部分上不同。脚跟罩200也可以在某些区域诸如脚跟罩200前端245的外侧更厚，并且可能随着离其边缘的距离增加逐渐减小，以提供具有模仿例如外翻楔形件的部段249。

同样，脚跟罩200可以例如利用粘合剂结合到全长柔性鞋垫202，其中脚跟罩200的上仿形表面242与全长柔性鞋垫202的下仿形表面224接触，以置于至少其脚跟罩226下面并且向脚跟罩226提供支承。脚跟罩200的上仿形表面242将具有与全长柔性鞋垫202的脚跟部226的下仿形表面224的轮廓相同的轮廓，由于真空成型工艺，在组装构造中，它们将密切地嵌套在一起。总之，全长柔性鞋垫202和脚跟罩200提供定制的仿形支承结构以接合个人的脚的跖面并且在使用鞋垫组件204期间向脚的脚跟和弓形区域提供生物力学支承。

如从图9和图10的示例鞋垫组件204认识到，脚跟罩200可以从鞋垫组件204的脚跟或后端247朝向其前端的脚趾延伸并且可以包括前端245，前端245止于其中使用者脚的跖骨头或球预期接触全长柔性鞋垫202的位置后方的区域中。因此，刚性脚跟罩200可以主要向足后段和足中段提供支承，同时允许使用者的脚以自然方式绕跖趾关节挠曲和延伸。脚跟罩200的前端245可以特别地为刚性的并且抵抗大量偏转。此外，脚跟罩200的前端245可以被构造成具有与脚跟罩200的其余部分相似的挠曲刚性或弯曲刚度，使得脚跟罩200在其长度上具有更均匀的抗弯曲阻力。这不同于可能具有更不对称特性的鞋垫的加强罩，诸如挠曲刚性或弯曲刚度以一个或几个数量级大于其相对端部的脚跟部，其例如由于可能主要位于加强罩后端中的柱或其它刚度特征造成。有利地，具有良好地平衡刚度或刚性分布的脚跟罩200可能在使用期间在使用者脚的整个跖面上造成“平衡感”。这也将帮助减小足底筋膜应变并且减小脚反掌的阻力。此外，脚跟罩200的前端245的形状和刚性可能通过使大脚趾更易于在步态周期中背屈而有助于改进绞盘机制的功能。

继续参考图9和图10，脚跟罩200还可以包括多个接合特征248，多个接合特征248从脚跟罩200的下仿形表面244突伸以接合鞋或者接合其中插入了鞋垫组件204以供使用的其它鞋制品的鞋底夹层。接合特征248可以被构造成抵抗鞋垫组件204相对于鞋底夹层运动并且向脚跟罩200的至少后部或后端247提供增强的结构一体性。例如，脚跟罩200可以包括呈一系列细长脊形式的接合特征248，接合特征248从脚跟罩200的下仿形表面244突伸以接合或“咬合”到鞋底夹层内并且这加强脚跟罩200的后端247。在某些情形下，细长脊或其它接合特征248可以相交，以向脚跟罩200的至少后端247提供增强的结构一体性。细长脊或其它接合特征248可以相交以形成脚跟罩200的下仿形表面244的隔离区域250，诸如，在图9中示出的大体上菱形区域250。细长脊或其它接合特征248可以大体上从脚跟罩200的后端247大致沿对角线朝向前端245延伸并且可以止于脚跟罩200的相对端245、247之间的中间位置。在某些情形下，细长脊或其它接合特征248可以从其一端向另一端逐渐减小。细长脊或其它接合特征248可以是弓形或曲线、线性或其组合并且可以是连续的、错列的或杂乱无序的。有利地，细长脊或其它接合特征248可以嵌入于主鞋或其它鞋制品的鞋底夹层内并且抵抗它们之间的前后和横向相对运动。

继续参考图9和图10，脚跟罩200还可包括全长柔性鞋垫202的足前段部分228的区域和/或足中段部分227的区域可以包括热屏蔽件229。全长柔性鞋垫202还可以包括从其上侧突伸的至少一个升高的趾顶部238。

根据图9和图10的鞋垫组件204的示例实施例，整个脚跟罩200可以位于参考边界内，参考边界以全长柔性鞋垫202的大体上均匀厚度偏离于全长柔性鞋垫202的下仿形表面224。在其它实施例中，除了多个接合特征248之外，整个脚跟罩200可以位于参考边界内，参考边界以全长柔性鞋垫202的大体上均匀厚度偏离于全长柔性鞋垫202的下仿形表面224。在另外的实施例中，整个脚跟罩200(包括多个接合特征248)可以位于参考边界内，参考边界以全长柔性鞋垫202的厚度T的1.5倍偏离于全长柔性鞋垫202的下仿形表面224。因此，应意识到具有和不具有接合特征248的脚跟罩200的形状可以在它们之间的接触区处密切地遵循和/或符合全长柔性鞋垫202的形状以提供特别光滑的低轮廓鞋垫组件204。

根据某些实施例，包括在图9和图10中示出的鞋垫组件204的示例实施例，除了系列相交脊或其它接合特征248之外，脚跟罩200可能在其后端247或脚跟区域中没有任何其它突出部，例如柱或其它脚跟支承件或加强特征。另外，在某些实施例中，脚跟罩200的上仿形表面242的后脚跟部可能是倒圆的并且凹入的，以辅助盛放使用者的脚跟，并且在脚跟罩200的后端247处的下仿形表面244的相对应脚跟部可能模仿上仿形表面242，使得下仿形表面244的整个相对应脚跟部同样是倒圆的并且凹入的。同样，应意识到在某些情形下脚跟罩200的形状可能密切遵循和/或符合在它们之间接触区域处的全长柔性鞋垫202的形状从而提供特别光滑的低轮廓鞋垫组件204。

根据图9和图10的鞋垫组件204的示例实施例，全长柔性鞋垫202的至少足前段部228可以包括沿着其周围232延伸的斜边区域230。斜边区域230可以朝向全长柔性鞋垫202的上仿形表面22处的一点逐渐减小，使得鞋垫基部的厚度随着向内远离足前段部分228的外边缘234的距离增加而增加，达到全长柔性鞋垫202的大体上均匀的厚度。有利地，斜边区域230可以辅助使鞋垫组件204装配于很多种鞋制品内，包括滑雪靴。此外，斜边区域230可以在鞋垫组件204的周边处提供可能相对易于修剪的区域，以辅助修改鞋垫组件204适合可能相对较窄或者形状并不密切遵循未经修改的鞋垫组件204的各种鞋或其它鞋制品。

同样，尽管特别地参考制造包括刚性脚跟罩200和全长柔性鞋垫202(诸如图9和图10的鞋垫组件204)的定制鞋垫来描述方法，应意识到方法的许多方面可以应用于很多种鞋制品插入物，包括由整体刚性材料结构组成的四分之三长度的矫形件。

此外，在本说明书中参考和/或申请数据列表中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物以其全文引用的方式并入到本文中。

若需要，能修改实施例的各方面来采用各种专利、申请和出版物的各方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (14)

1.一种辅助制造针对个人的脚(F)的跖面定制的矫形件、鞋垫或其它鞋制品插入物的设备(100)，所述设备包括：

便携式外壳(110)，所述便携式外壳具有脚接纳区(140)，所述脚接纳区相对于所述外壳的底部成角度；

加热器单元(120)，所述加热器单元联接到且设置在所述便携式外壳内以选择性地加热所述矫形件或所述鞋制品插入物的脚跟罩(200)，以增加所述矫形件或所述脚跟罩的柔韧性；

至少一个对准装置，所述至少一个对准装置联接到所述便携式外壳以在使所述矫形件或脚跟罩符合所述个人的脚的所述跖面之前，辅助所述个人的脚定位和定向，使得稳定地保持所述个人的脚的骨骼结构；以及

真空系统(166)，所述真空系统联接到且设置在所述便携式外壳内，所述真空系统包括控制装置(167)，用来在使所述矫形件或脚跟罩定型之前，在所述个人的脚周围选择性地施加真空以使所述矫形件或脚跟罩符合所述个人的脚的所述跖面。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个对准装置包括托架(142)，所述托架从所述脚接纳区突出用来保持所述个人的小腿的远侧端，所述托架可调整地朝向和远离所述设备的所述脚接纳区移动。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个对准装置包括支承装置(150A，150B)，所述支承装置可调整地定位成选择性地置于所述个人的脚的跖骨头下方并且稳定所述个人的脚的跖骨头。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述支承装置成形为置于所述个人的脚的跖骨头下面并且稳定述个人的脚的跖骨头，在使矫形件或脚跟罩符合所述个人的脚的所述跖面时不会干扰或接触所述矫形或脚跟罩。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述支承装置在大体上平行于所述设备的脚接纳区限定的参考平面的方向上可调整地来回移动并且可绕大体上垂直于所述参考平面的轴线可旋转地调整以能调整所述支承装置来适应不同大小的脚。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述支承装置成形为仅在所述个人的脚的第五跖骨头区域下方置于所述个人的脚下面并且稳定所述个人的脚。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个对准装置包括激光装置(160)和相关联的控件(162)，以在所述个人的脚上和所述个人的腿的远侧端上选择性地生成一个或多个可见的对准指示标记，来辅助所述个人的脚在所述设备的脚接纳区内的定位和定向。

8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个对准装置包括：

支承装置(150A，150B)，其可调整地定位于所述脚接纳区内以在所述个人的腿的所述远侧端由所述托架(142)支承时，选择性地置于所述个人的脚的跖骨头下方和稳定所述个人的脚的跖骨头；以及

激光装置(160)和相关联的控件(162)，其定位成在所述个人的脚上和所述个人的腿的远侧端上选择性地生成一个或多个可见的对准指示标记，来辅助所述个人的脚在所述的脚接纳区内的定位和定向。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括：

轮布置(132A-C)，其从所述便携式外壳延伸以接合地面表面，在所述地面表面上支承所述便携式外壳；以及

手柄(134)，其联接到所述便携式外壳以能通过借助于所述轮布置在所述地面表面上引导所述便携式外壳的尾端，来相对于所述个人对所述外壳进行角度调整。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式外壳限定封壳，所述加热器单元隐藏于所述封壳内，所述封壳包括门(114)来提供对所述加热器单元的至少一部分的选择性访问。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式外壳限定封壳，并且其中所述真空系统的真空泵(171)基本上隐藏于所述封壳内而看不到。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式外壳包括位于所述设备的脚接纳区下方的储存容器(118)，以储存所述真空系统的一个或多个可操作部分。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式外壳大小和形状属于矩形参考棱柱的范围，具有92厘米(三英尺)的高度、92厘米(三英尺)的长度和61厘米(两英尺)的宽度。

14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述便携式外壳大小和形状属于矩形参考棱柱的范围，其具有76厘米(三十英寸)的高度、76厘米(三十英寸)的长度和41厘米(十六英寸)的宽度。

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