CN207054987U - 用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，具体包括：运动捕捉系统，记录特定运动领域中发生打滑风险动作时的运动状态，获取动作信息；分析系统，分析运动捕捉系统获取并记录的动作信息，得到与风险动作相关的生物力学数据；建模系统，根据分析系统得到的生物力学数据特征，建立特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦模型；加工系统，依据建模系统建立的鞋楦模型，制造特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦。本实用新型的鞋楦的制造系统，能够根据不同运动领域制造专属的防滑性能测试鞋楦，通过使用专属测试鞋楦模拟鞋类在特定运动状态下的形态进行测试，大大提高了测试结果的准确性与合理性。

Description

用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统

技术领域

本实用新型涉及一种鞋楦的制造系统，尤其涉及一种用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统。

背景技术

近年来，许多鞋类生产商或科研机构都致力于对鞋底的结构及材料进行改进与创新，以提升鞋类防滑性能表现。在对鞋类防滑性能进行测试时，通常的方法是将测试用鞋楦放入鞋体内，在防滑测试仪器上反复模拟运动过程，通过得到的测试数据来评价鞋类的防滑性能。

现有的测试用鞋楦大部分呈通常鞋楦的形状，即人体脚部在自然站立状态下的形状。但实际上，在不同运动过程中，人体脚底与地面的接触面积及接触位置、脚部与地面所呈的角度等因素均有所差异，因此简单使用普通形状的鞋楦用于材料防滑测试并不能真实反映出鞋类的防滑性能。

世界各国关于防滑性能测试所采用的技术原理，基本上都是采用测量走路状态时，鞋底或鞋底材料与接触面之间相对滑动的动态或静态摩擦系数。具体方法为：根据成鞋样品的尺寸大小，选取合适的标准鞋楦，将鞋楦装入到成鞋样品中，保证鞋楦与成鞋样品之间无相对滑动；再把套有成品鞋样品的鞋楦固定在相应的测试装置上，调整预摩擦角度；将固定重量的祛码放在加载装置上；最后将成品鞋样品降到试验平板上，启动开关进行测定，并记录测量周期内的平均摩擦力。

实际上，上述鞋类防滑性能测试并不能真实反映鞋的防滑性能。以篮球运动为例，运动过程中发生打滑现象时，鞋与地面接触区域主要集中在前掌区域，趾关节呈一个弯曲角度，显然，用普通形状的鞋楦测试篮球运动时鞋的防滑性能是并不合适的。

实用新型内容

本实用新型提供了用于测试鞋类防滑性能的鞋楦制造系统，能够真实地反映出鞋类的防滑性能。具体技术方案如下：

一种用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统的使用方法，其中，包括以下步骤：步骤一，确定待测试鞋类适用的运动领域；步骤二，确定该运动领域中容易发生打滑现象的风险动作；步骤三，获取并记录发生风险动作时的动作信息；步骤四，分析获取的动作信息，得到与风险动作相关的生物力学数据；步骤五，根据分析得到的生物力学数据，建立该运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦模型；步骤六，依据建立的鞋楦模型，制造该运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦。

进一步，步骤二包括：选择该运动领域内的多名运动员作为信息采集样本；由每位运动员结合个人经验及/或科学文献归纳出进行该运动的过程中容易发生打滑现象的风险动作，收集整理运动员提供的全部有打滑风险动作类型；将收集到的全部风险动作类型提供给每位运动员，让每位运动员对每个风险动作是否容易导致打滑进行验证；根据验证结果，确定该运动领域中容易发生打滑现象的风险动作。

进一步，步骤三包括：采用影像采集装置，记录每位运动员做出风险动作时的鞋与地面间的动作影像；采用红外运动捕捉系统，捕捉测试鞋表面的感光点并记录感光点的空间位置变化。

进一步，步骤三还包括：采用压力测试装置，测试每位运动员做出风险动作时鞋与地面的接触位置关系。

进一步，步骤四中分析获取的动作信息的方法为：分析影像采集装置记录的动作影像，以获得在运动中鞋底产生相对滑移的时刻及位置；筛选出该时刻及位置对应的红外运动捕捉系统采集到的感光点位置变化信息，得到与风险动作相关的生物力学数据。

进一步，步骤四中分析所得的生物力学数据包括：鞋底与地面所呈角度、鞋底的弯曲程度值、鞋底与地面的接触面积和接触位置。

进一步，还包括步骤七：使用步骤六中制造的鞋楦进行鞋类防滑性能测试，以得到防滑数据；由实验人员穿着鞋类进行防滑性能测试，以得出验证数据；将上述得到的防滑数据和验证数据进行比对，以对制造出的鞋楦进行可靠性验证。

进一步，待测试鞋类适用的运动领域为球类运动、田径类运动、登山运动、攀岩运动。

一种用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其中，包括：运动捕捉系统，记录特定运动领域中发生打滑风险动作时的运动状态，获取动作信息；分析系统，分析运动捕捉系统获取并记录的动作信息，得到与风险动作相关的生物力学数据；建模系统，根据分析系统得到的生物力学数据特征，建立特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦模型；加工系统，依据建模系统建立的鞋楦模型，制造特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦。

进一步，运动捕捉系统包括：影像采集装置，记录每位运动员做出风险动作时鞋与地面间的动作影像；红外运动捕捉系统，捕捉测试鞋表面的感光点并记录感光点的空间位置变化；压力测试装置，测试每位运动员做出风险动作时鞋与地面的接触位置关系。

本实用新型提供的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造方法及制造系统，能够根据不同运动领域制造专属的防滑性能测试鞋楦，通过使用专属测试鞋楦模拟鞋类在特定运动状态下的形态进行测试，大大提高了测试结果的准确性与合理性，避免了传统鞋类进行防滑性能测试时，单纯采用普通鞋楦所造成的误差等弊端。

附图说明

图1为本实用新型用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统的结构示意图。

图2为本实用新型用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统的使用方法示意图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、功能以及具体设计方案，下面结合附图对本实用新型的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统作进一步详细的描述。

如图2所示，本实用新型的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统的使用方法，具体技术方案如下：

步骤一，确定待测试鞋类适用的运动领域；

步骤二，确定该运动领域中容易发生打滑现象的风险动作；

步骤三，获取并记录发生风险动作时的动作信息；

步骤四，分析获取的动作信息，得到与风险动作相关的生物力学数据；

步骤五，根据分析得到的生物力学数据，建立该运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦模型；

步骤六，依据建立的鞋楦模型，制造该运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦。

具体实施例一

下面结合图1、图2，以测试篮球运动中鞋类防滑性能为例，对本实用新型的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造方法及制造系统作进一步详细的描述。

首先，选择5名专业篮球运动员，请每位运动员结合自身的运动经验归纳出打篮球时容易发生打滑现象的风险动作，并结合相关科学文献提供的信息，收集整理全部运动员提供的以及科学文献中归纳的风险动作类型。当然，此处不对选择的运动员样本数量作出限定，但为了确保数据及信息的准确性，样本数量不应少于5。

将收集到的全部风险动作类型提供给5名篮球运动员，让每位运动员在练习过程中对各风险动作是否容易导致打滑进行验证。

根据5名篮球运动员验证的结果，最终确定打篮球时容易发生打滑现象的风险动作有45度侧切、假动作后侧切、向前加速、快速改变方向和急速制停。

然后，利用高速摄像机、手机录像和动作分析APP或一般的摄像机记录5名运动员的运动过程，从中筛选出每位运动员在运动过程中，做出的 45度侧切、假动作后侧切、向前加速、快速改变方向和急速制停的动作影像各10个。同样，此处对动作影像的选取数量也不做限定，可根据不同运动类型作出适当选择。

在运动过程中，测试运动员穿着特制的测试鞋，测试鞋的鞋表面关键位置，例如鞋跟、鞋头、鞋底中腰处设有感光点，采用红外运动捕捉系统对感光点的空间位置进行捕捉，以观察鞋在空间位置的相对变化过程。

当然，这里也可以采用其他可用于摄像及运动捕捉的设备记录和捕捉动作影像及鞋在空间位置的变化。

进一步，对上述采集到的动作影像进行数据分析。首先通过高速摄像机捕捉在运动中鞋底产生相对滑移的时刻及位置，然后通过获取的时刻及位置确定红外运动捕捉系统(或其他运动捕捉系统)捕捉到的鞋表面感光点的空间相对位置，由此来确定在鞋发生滑移的瞬间，后跟的抬起高度、前掌侧翻角度以及前掌旋转角度等与计算风险动作数据相关的信息，以得到每位运动员在做出45度侧切、假动作后侧切、向前加速、快速改变方向和急速制停的动作时，鞋底与地面所呈角度和鞋底的弯曲程度的数值。将选取的10组影像分别进行分析后取平均值，以增强数据的客观性及真实性。

为了进一步完善和调整用于建立鞋楦模型的信息及数据，可以使用压力平板或三维测力台等用于测量和分析压力变化的设备，记录每位运动员在做出45度侧切、假动作后侧切、向前加速、快速改变方向和急速制停动作时，鞋底与地面接触面积和接触位置的信息。

进一步，综合5位运动员最具风险的五组动作所测得的鞋底与地面接触面积和接触位置、鞋底与地面所呈角度和鞋底的弯曲程度的数据可知，篮球运动中测试防滑性能的鞋楦，其楦头应具有区别于普通鞋楦楦头的特殊形状。根据测试和捕捉到的相关数据，如后跟抬起角度、前掌侧翻角度、前掌内旋角度等与计算风险动作数据相关的参数，在鞋楦设计软件中输入这些设计参数，以生成新的鞋楦模型。再根据压力平板和三维测力台记录的辅助参数信息对模型进行微调，最终建立篮球运动中测试鞋类防滑性能的专属鞋楦模型。

最后，使用3D打印机、机床等设备，依据建好的专属鞋楦模型制造篮球运动中测试鞋类防滑性能的鞋楦。

此外，还可以使用制造的专属鞋楦进行防滑性能测试，以得到防滑数据；再由实验人员穿着鞋类进行防滑性能测试，以得出验证数据；将所得到的防滑数据和验证数据进行比对，以对制造出的用于测试专属鞋楦进行可靠性验证。

具体实施例二

马拉松是一项以均速进行的运动，与篮球运动不同，没有突然改变速度或急停等动作的发生，下面以测试马拉松运动中鞋类防滑性能为例，对本实用新型的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造方法及制造系统作进一步详细的描述。

首先，选择7名专业马拉松运动员，请每位运动员结合自身的运动经验归纳出马拉松运动中容易发生打滑现象的风险动作，并结合相关科学文献提供的信息，收集整理全部运动员提供的以及科学文献中归纳的风险动作类型。

根据7名马拉松运动员验证的结果，最终确定马拉松运动时容易发生打滑现象的风险动作有脚着地瞬间和脚蹬伸瞬间。

然后，利用高速摄像机、手机录像和动作分析APP或一般的摄像机记录7名运动员的跑步过程，从中筛选出每位运动员在运动过程中，做出的脚着地瞬间和脚蹬伸瞬间的动作影像各5个。

在运动过程中，测试运动员穿着特制的测试鞋，测试鞋的鞋表面关键位置，例如鞋跟、鞋头、鞋底中腰处设有感光点，采用红外运动捕捉系统对感光点的空间位置进行捕捉，以观察鞋在空间位置的相对变化过程。

进一步，对上述采集到的动作影像进行数据分析。首先通过高速摄像机捕捉在运动中鞋底产生相对滑移的时刻及位置，然后通过获取的时刻确定红外运动捕捉系统(或其他运动捕捉系统)捕捉到的鞋表面感光点的空间相对位置，由此来确定在鞋发生滑移的瞬间，后跟的抬起高度、前掌侧翻角度以及前掌旋转角度等与计算风险动作数据相关的信息，以得到每位运动员在做出脚着地瞬间和脚蹬伸瞬间的动作时，鞋底与地面所呈角度和鞋底的弯曲程度的数值。将选取的5组影像分别进行分析后取平均值，以增强数据的客观性及真实性。

为了进一步完善和调整用于建立鞋楦模型的信息及数据，可以使用压力平板或三维测力台等用于测量和分析压力变化的设备，记录每位运动员在做出脚着地瞬间和脚蹬伸瞬间时，鞋底与地面接触面积和接触位置的信息。

进一步，综合7位运动员最具风险的两组动作所测得的鞋底与地面接触面积和接触位置、鞋底与地面所呈角度和鞋底的弯曲程度的数据可知，马拉松运动中测试防滑性能的鞋楦，其楦头应具有区别于一般鞋楦楦头的特殊形状。根据测试和捕捉到的相关数据，如后跟抬起角度、前掌侧翻角度、前掌内旋角度等与计算风险动作数据相关的参数，在鞋楦设计软件(或其他同类的软件)中输入这些设计参数，以生成新的鞋楦模型。再根据压力平板和三维测力台记录的辅助参数信息对模型进行微调，最终建立马拉松运动中测试鞋类防滑性能的专属鞋楦模型。

最后，使用3D打印机、机床等设备，依据建好的专属鞋楦模型制造马拉松运动中测试鞋类防滑性能的鞋楦。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，包括：

运动捕捉系统，记录特定运动领域中发生打滑风险动作时的运动状态，获取动作信息；

分析系统，分析运动捕捉系统获取并记录的动作信息，得到与风险动作相关的生物力学数据；

建模系统，根据分析系统得到的生物力学数据特征，建立特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦模型；

加工系统，依据建模系统建立的鞋楦模型，制造特定运动领域中用于测试鞋类防滑性能的鞋楦。

2.如权利要求1所述的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，运动捕捉系统包括：影像采集装置，记录每位运动员做出风险动作时鞋与地面间的动作影像。

3.如权利要求2所述的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，影像采集装置为高速摄像机、手机录像和动作分析软件。

4.如权利要求1所述的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，运动捕捉系统还包括：红外运动捕捉系统，捕捉测试鞋表面的感光点并记录感光点的空间位置变化。

5.如权利要求1所述的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，运动捕捉系统还包括：压力测试装置，测试每位运动员做出风险动作时鞋与地面的接触位置关系。

6.如权利要求5所述的用于测试鞋类防滑性能的鞋楦的制造系统，其特征在于，压力测试装置为压力平板、三维测力台。