TWI267361B - A contacted three dimensional sole measurer - Google Patents

Description

1267361 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關用來測量^形的腳底測量設備。尤係關 於-種裝置，當賴站立其上的人腳時，將會提供一三維 的足形測量值者。 【月’J老^ 】 發明背景 10 15 20 足^人體《要的部份。但由於生理較，很多乂 2的足部料衫料行走錢料變形。 會變成畸形。此變形及畸形會 造成不正相社轉。仃走的不姊疼痛，主 另於此所揭之裝置係右鹽於？邱剩 人體運動㈣要性，*應肖高 、… 力線續正垂中，而來測量人_形猎著將生物 於鞋子的製造，而可使孩童的足部2密測量能有坂 並防止及端治㈣'骨節變里症卩骨路正常發育， 界廣泛的注意。 刀析，此將引起全世 该裝置在使用時，將會因 而能在醫護及腳病治療產業上提供4㈣足部的能力， 獲取測量值將可在足部醫療和 ^進步。用此硬體來 廣泛且甚大的改善。 、""的製造上帶來更為 習知技術例如ZL· 98245724·3中國專 底掃描器」，乃可經由雷射掃描二利之「非接觸式足 、、^足部掃插而來得到足 1267361 部的三維數據。但因其會有測量精度低，效果不穩定，結 構複雜’且需要相關設備來供人們平躺才能使測量者取得 數據等缺點，故此裝置不能有效地用來獲取數據。’ C 明内容]| 5 發明概要 於此所揭的裝置係用來提供一種足部接觸式三維足形 測量器，其構造簡單、使用方便迅速，並能獲得高測量精 確度及穩定的效果。 y 所揭裝置包含一箱體，一電源插座設在該箱體底部， 10 一些電路板設在該箱體内，三層卸載板該在該箱體中間， 及感測組等垂向設在該等卸載板上，而可提供由置於其上 之足部側向移位所形成的數據點。該等感測組係由多數線 性位移感測器所組成的矩形點陣。該等感測器的中心輛間 隔在目岫表佳模式係約等於或小於15mm，但專業人士應可 15瞭解其它的間隔亦可被使用，乃視其預期用途及所需精確 度而定。在箱體内的電路板設有數據收集器及數據處理 器’係可記錄該等線性位移感測器的位移，而來形成—電 子的三維足形。 所揭裝置構造簡單且使用方便。因為線性位移感測器 20的輸出量與機械位移係呈線性關係，故當一人踏在該等感 測器的矩形點陣上時，其足部會造成一線性位移，而該等 感測器之矩形點陣的對應點會輸出接觸足底之各感測器位 移量的數據點模擬訊號。 在數據收集之後，所獲得的數據會被變換成數字量， 1267361 並由各感測器記錄其位移所產生的個別模擬數據，在經該 裝置的電子構件或一可接收該數據來擬成三維足形之傳訊 裝置的資料處理之後，將會轉化成為三維的圖形。因此， 所揭裝置將可獲得該各位移感測器的位移，並將該數據擬 5 成三維足形圖，而會比習用的足形測量裝置達到更高的測 量精度及更穩定的結果。 依據本發明，係在提供一種接觸式三維足形測量器， 包含： 一箱體具有一側壁及一頂面； 10 至少一感測組係能與該頂面傳訊導接，該感測組的尺 寸係可容納一置於其上之人腳足印的面積； 該感測組具有多數元件能感測出置於其上之足部表面 所造成的線性位移； 該各用來感測線性位移的元件會將各參考點的位移值 15 傳訊至一可作資料處理的裝置；且 該資料處理裝置會利用來自該等線性位移感測元件的 位移值來提供一置放在該感測組上之足部表面的三維圖 形。 最好是，該等用來感測線性位移的元件包含： 20 一觸頭具有一第一端鄰接於該頂面，及一第二端相反 於該第一端，該觸頭能朝向或離開該頂面地在一導件内側 向地移位； 彈壓元件能將該觸頭朝該頂面彈抵；及 可感測該觸頭由該頂面離開之側移距離的裝置，其在 1267361 當該觸頭被其上的人腳所移位時，會以一電訊號將該距離 傳訊至該資料處理裝置。 較好是，用來感測該觸頭之侧移的裝置係包含： 光電感測裝置可感測出該觸頭的第二端離開該頂面側 5 移的距離。 較好是，用來感測該觸頭之側移距離的裝置係包含： 電容感測裝置可感測出該觸頭離開該頂面的側向位 移。 較好是，用來感測該觸頭之側移距離的裝置係包含： 10 光柵感測裝置可感測出該觸頭離開該頂面的側向位 移。 較好是，該等觸頭係形成該感測組而互相間隔約 15mm ° 較好是，該等用來感測線性位移的元件係組成該感測 15 組而互相間隔約15mm。 較好是，該等用來感測線性位移的元件之總側移量係 約為4mm。 較好是，該感測組係呈矩形狀，而該足印區域約為 150mmx310mm 〇 20 較好是，該資料處理裝置包含： 一比較器可接收代表各感測線性位移元件之側向移位 的電子訊號； 一數據收集單片機可接收來自該比較器的數據； 一多路程式控制開關可接收來自該數據收集單片機的 1267361 數據； 一取樣/保護電路可接收來自該多路程式控制開_ 數據； -A/D轉換器可接收來自該取樣/保護電路的數據； 5 -程式化的1/〇介面可接收來自該A/D轉換器的數據； 及 ， -裝置可將數據由該I/O介面傳送至_電腦，該電腦内 具有軟體而可製成該三維圖形。 圖式簡單說明 10 以下所附圖式為本發明的進一步描述： 第1圖為本發明的電路方塊圖； 第2圖為本發明的外觀平面頂視圖； 第3圖為第2圖之A-A截面圖。 【實施方式2 15 較佳實施例之詳細說明 如所附圖式第1〜3圖中所示，所揭裝置係包含一箱體 20，及設在箱體20側壁上的電源插座14與資料介面13。有 許多的電路板19設在該箱體20内部，而可接收來自各側向 位移感測器的數據，該等感測器會與該頂面導接。三個卸 20載板21設在箱體20的中間。感測組1等係垂向設在卸載板21 上。 該等感測組1係被設在箱體20上來形成至少一個但最 好為二個的矩形點陣或觸頭15感測組，其會豎直列設來與 該頂面導接，而將它們的線性位移傳導至線性位移感測器 1267361 12。構成$亥感測組之ό亥寺線性位移感測器12的中心轴之間 ，在目前最好係等於或小於15mm。該間隔係等距地分佈 在各形成線性位移感測器之感測組的矩形點陣上，其在目 前的最佳模式中係涵蓋大約150mmx310mm的面積而可容 5 納最大的人腳尺寸。 在使用時，當一赤腳或穿襪的人站在由線性位移感測 器12專所組成的點陣之測量區域上時，傳至其腳底的重量 將會移位該4感測器12，而各感測器將會依據被腳底形狀 所造成的平移量來輸出各不同數據點的位移訊號。因此每 10 一不同的腳部將會產生一不同的足形，其會十分精確，因 為與該足部接觸的許多點將會形成許多的數據點，其會描 、、會出a亥足部表面所造成的侧向平移，而示出其形狀或廊 形。由各數據點所得的數據會被傳送至一資料處理裝置， 其會使用一視訊或列印裝置，或其它可顯示足部表面的裝 15 置，來擬成該足部表面之一三維圖形。 如目前最佳的實施例所示，該電路板19係設有數據收 集器2及數據處理器3。該數據收集器2係由比較器4，數據 收集單片機5、多路程式控制開關6、取樣/保護電路7、八/〇 轉換器8、及可程式化I/O介面9等所組成。當該感測組^等 20各別位移模擬量傳送至比較器4時，其將會被送經該等數據 收集單片機5、多路程式控制開關6、及取樣/保護電路了。 A/D轉換器6會將該位移數據轉換成數值量，嗣該介面9會將 該數值量傳送至數據處理器3。 該數據處理器3係包含一傳訊處理器1〇及一外殼的電 1267361 。該傳訊處理器10 圖形，並將它們轉 來讀出各種數據和 腦可透過一資料移轉介面13來操作傳訊 會同時地將所傳送的數值量轉化成三維 送至一資料處理裝置，例如該電腦U， 圖形，它們可被觀看、儲存、列印或使用。 5 10 用來測量使用者的足印所造成之線性位移的裝置係由 線性位移感測器12等來構成，在目前的較佳模式中例可藉 電容、光電、或光柵掃描器來刺量，其能測出側向移位，曰 並將該機械性㈣轉換成量值。它們係由觸頭15、導 板16、彈簧17、及位移光電訊號轉換器18等所組成。該線 性位移感測IH2亦可為電容柵的形式。當然、專業人士可知 其^用來收集及處理各感測器之側向移位所造成之數據點 的波置/亦彳被用來擬成該足部的表面廊开》，且此係可預 知的。 雖上揭裝置的所有基本特徵和構件已被示出及描述， 15 =應可瞭解其各種替代、修正、及變化亦可被專業人士所 =成而不超出本發明的精神或範圍。因此，所有該等修正 欠化係如同在圖式及其它描述所揭，以及以下申請專利範 圍所界定者，皆包含在本發明的範疇内。 在本說明書中，“包含，，係意指“含有，，或“由…所 20組成”。 在以上說明，或以下申請專利範圍，或所附圖式中所 揭的細即特徵，不論是以它們的具體形式或以供執行所揭 功能的裝置用語來表示，或用_種可獲得所述效果的方法 或衣^來表達者，最好係可分開地，或以任何該等特徵的 1267361 組合，被用來以各種不同形式實施本發明。 t圖式簡單說明3 第1圖為本發明的電路方塊圖； 第2圖為本發明的外觀平面頂視圖； 5 第3圖為第2圖之A-A截面圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 1…感測組 12···線性位移感測器 2…數據收集器 13…資料介面 3…數據處理器 14…電源插座 4…比較器 15…觸頭 5···數據收集單片機 16…導板 6···多路程式控制開關 17…彈簧 7···取樣/保護電路 18…位移光電訊號轉換器 8…A/D轉換器 19···電路板 9···可程式化I/O介面 20…箱體 10…傳訊處理器 21…卸載板 11…電腦 12

Claims (1)

1267361 拾、申請專利範圍： 第92114033號專利申請案申請專利範圍修正本 95.05、V 1. 一種接觸式三維足形測量器，包含： 一箱體具有一側壁及一頂面； 5 至少一感測組與該頂面導接設置’該感測組的尺寸 係可容納一置於其上之人腳足印的區域； 該感測組具有多數線性位移感測元件，可感測出置 於其上之足部表面所造成的線性位移； 該各線性位移感測元件會將各參考點的位移值傳 10 送至一資料處理裝置；且 該資料處理裝置會利用得自該等線性位移感測元 件的位移值，而來提供一置於感測組上之足部表面的三 維圖形。 2. 如申請專利範圍第1項之接觸式三維足形測量器，其中 15 該線性位移感測元件包含： 一觸頭具有一第一端鄰接於該頂面，及一第二端相 反於該第一端，該觸頭可在一導件内朝向或離開該頂面 地來側向移位； 彈壓裝置會使該觸頭朝該頂面彈抵；及 20 一裝置可在該觸頭被其上的人腳移位時感測出觸 頭側移離開該頂面的距離，並將該距離處理裝置。 3. 如申請專利範圍第2項之接觸式三維足形測量器，其中 用來感測該觸頭之側移的裝置包含： 可感測出該觸頭的第二端由該頂面側移離開之距 13 1267361 離的光電感測裝置。 4·如申請專利範圍第2項之接觸式三維足形測量器，其中 用來感測该觸頭之侧移距離的裝置包人· 可感測出該觸頭_頂面側移量的電容感測裝置。 5 5·如申請專利範圍第2項之接觸式三維足形測量器，其中 用來感測該觸頭之側移距離的裝置包含· 可感測出該觸稱該頂面側移量的光滅測裝置。 6. 如申請專利範圍第2至5項中任_項的接觸式三維足形 測量器’其中該等卿係設在該感驗巾而互相間隔大 10 約 15mm 〇 7. 如申請專利項之接觸式三維足形測量器，其中 該等線性位移感測元件係設在該感測組中而互相間隔 大約15mm。 b 8·如中請專利範圍第i項之接觸式三維足形測量器，其中 15 料線性位㈣測元件的總側移量係約為4麵。 9·如申請專利範15第1項之接觸式三維足形測量器，其中 該感測組係呈县方艰，g # 〇 < , 二长万形且该足印的區域約為 150mmx310mm 〇 > i〇·如申請專利範圍第i項之接觸式三維足形測量器，其中 ί0 該資料處理裝置包含·· 一比較器可接收代表各線性位移感測元件之側移 量的電訊號； 一數據收集單片機可接收來自該比較器的數據； 夕路程式控制開關可接收來自該數據收集單片 14 1267361 機的數據， -取樣/保護電路可接收來自該多路程式控制開 關的數據； - A/D轉換器可接收來自該取樣/保護電路的數 5 據， -可程式化I/O介面可接收來自該A/D轉換器的數 據；及 一裝置可將該I/O介面的數據傳送至一電腦，該電

腦内具有軟體能製成該三維圖形。

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