TWI569744B - 鞋墊模具及其取鞋墊模方法 - Google Patents

鞋墊模具及其取鞋墊模方法 Download PDF

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Description

鞋墊模具及其取鞋墊模方法
本案與用於計量輪廓的技術有關，特別是有關於一種鞋墊模具、利用鞋墊模具由足底取鞋墊模或利用鞋墊模具取得鞋墊模之三維數據的方法。
最理想的鞋墊，是依照使用者的足部形狀去製作，能與使用者的足部完全配合的鞋墊。早期鞋墊模之製作是利用石膏披覆足部定型後，再開啟石膏後灌漿翻製成一鞋墊模，隨後，製作鞋墊者方能以此鞋墊模再製作完全符合使用者足部形狀的鞋墊。因此，前述習知技術的製作困難、成本高昂，也令此類鞋墊的價格居高不下。
目前有一種可以用來測量使用者足部的電子數位足部模型，複雜裝置之中具有可計算位移之複數柱體。當使用者的足部踩在前述柱體上，受力的柱體會縮回。操作者計算全部柱體的縮回距離，便能得到使用者的電子數位足部模型。再依此電子數位足部模型製作鞋墊的鞋墊模具。最後利用鞋墊模具翻模得到與使用者足部完全配合的鞋墊模，再以鞋墊模製作出適切的鞋墊。
然而，要根據電子數位足部模型來製作鞋墊模具，必須要購買特殊且高價複雜的設備與軟體，才能將數位資訊製作成鞋墊模具實品，再度提高鞋墊的成本。前述鞋墊不僅生產步驟與成本很高，且難以客製化進行製作；故現今市場上的鞋墊產品仍然採尺寸分類或醫療特殊需求分類為主流。
此外，使用者的足部踩在地上的時候，足部形狀會受使用者體重與站姿的影響而有些微的變形。由於電子數位足部模型測量足部時未計算此壓力變形，因此鞋墊無法配合此變形進行適切變化，反而造成鞋墊的使用缺陷。
因此，目前市場上缺乏一種可以直接客製化鞋墊的設備、能立即取得符合足形之鞋墊，也較難提供各使用者較佳足部數據的計算與應用；此問題在現今講求客製化及足形導正的鞋墊領域中，仍是一個亟待突破的技術。
本發明之一結構態樣在於提供一種鞋墊模具，能同時計算足部踩在地上的變形，以得到足部踩在地上時的鞋墊模或足部的三維數據。此外，透過鞋墊原料之置入，可使其熱塑成型並立即取得符合足形之鞋墊。
根據本發明結構態樣的一實施方式，一種鞋墊模具包含一基座、複數導軌、複數定位槽、複數伸縮桿、複數彈性件、至少一滑軌以及一抽屜座。導軌設置在基 座。定位槽設置在基座，各定位槽與各導軌相對。各伸縮桿包含一抵靠部，各抵靠部至少與另一抵靠部抵靠。各伸縮桿穿設於各導軌內，且各伸縮桿一端凸出於各導軌，另一端插入各定位槽。彈性件設置在基座，用以提供各伸縮桿復位力。滑軌包含至少一軌道及一滑塊。滑軌設置於基座，軌道設置於滑塊，軌道的延伸方向與導軌的延伸方向不平行。滑塊與抵靠部相對。滑塊用以沿軌道位移而抵頂抵靠部，並定位所有的伸縮桿。此外，抽屜座包含一抽屜，抽屜座連接基座之底側。抽屜內設有一容置空間供一鞋墊原料定位，抽屜用以置入或取出鞋墊原料。
藉由前述實施方式之設計，各伸縮桿復位力能提供人體足部適切變形量，且最終鞋墊模具對應足部定位的多根伸縮桿會具有一模穴，利用此鞋墊模具的模穴可以直接翻模獲得鞋墊模，且此鞋墊模適切對應足部踩在地面的變形形態。再者，透過鞋墊原料之置入，可使其熱塑成型並立即取得符合足形之鞋墊。值得強調的是，本發明前述實施方式的裝置簡單且成本能有效降低。
依據前述實施方式之其他實施例如下：前述滑軌可包含一第一連接件、一第二連接件以及四個軌道，滑塊包含一第一滑桿與一第二滑桿。其中二軌道設於第一滑桿，另二軌道設於第二滑桿，第一連接件之兩端分別連接第一滑桿與第二滑桿，第二連接件之兩端分別連接第一滑桿與第二滑桿。再者，前述鞋墊模具可包含一定位件，設置在基座，定位件可橫向地位移第一滑桿。經由滑軌之複 數個斜邊部相互嵌合的方式，並結合定位件之單方向位移，可形成雙向的迫緊機制。此雙向迫緊機制可分為橫向迫緊與縱向迫緊。在此雙向迫緊之條件下，伸縮桿可完整地維持並取得符合足形之鞋墊模。前述鞋墊模具可包含複數感應器，各感應器與各彈性件連接，用以顯示各彈性件的受力。另外，前述鞋墊模具可包含複數發光源，這些發光源與感應器控制連結，各伸縮桿具有一透明部，發光源設置在基座，各發光源與各透明部相對並呈現一光色。前述鞋墊模具可包含複數感應器與複數發光源，各感應器相對應受各伸縮桿控制啟閉，各發光源與各感應器連接並與各伸縮桿相對，根據各感應器啟動對應一發光源。透過伸縮桿受到不同的力，有不同的縮回距離，能讓透明部與不同光色的發光件相對。利用伸縮桿的光色變化，使用者便能目視得知伸縮桿的大約受力值。此外，前述抵靠部的形狀可為八角形、六角形、圓形或矩形。不同形狀的設計，能讓各抵靠部與週側各抵靠部呈現面抵靠，以提升抵靠部的穩定度，讓伸縮桿的連動更為穩定。再者，抵靠部為矩形、六角形或八角形時，能利用平面彼此抵靠，使伸縮桿無法旋轉，連動更為確實。
根據本發明結構態樣的另一實施方式，一種鞋墊模具包含一基座、複數伸縮桿、複數發光源、一影像擷取裝置以及一鞋墊原料。複數伸縮桿彼此平行地限位在基座內，各伸縮桿供足部踩踏且具有一復位力。發光源安裝在基座內，各發光源相對應照射各伸縮桿，且各發光源透 過各伸縮桿呈現一光色。影像擷取裝置相對應基座設置，影像擷取裝置擷取各伸縮桿之光色以供分析各伸縮桿的一三維數據。鞋墊原料則置於伸縮桿之下方以供成型。
本發明之一方法態樣在於提供一種鞋墊模具取鞋墊模方法，其能同時計算足部踩在地上的變形，以得到足部踩在地上時的鞋墊模，也可以獲得足部的三維數據製作一電子鞋墊模。此外，透過鞋墊原料之置入，可使其熱塑成型並立即取得符合足形之鞋墊。
依據前述另一實施方式之其他實施例如下：各伸縮桿可具有一透明部，各發光源包含複數光色的複數發光件，這些光色的波長相異，且各發光源與各透明部相對，各透明部用以在伸縮桿相異伸縮位置時與各發光源的其中一發光件相對。此外，前述鞋墊模具可包含複數感應器，各感應器相對應受各伸縮桿控制啟閉，其中各發光源包含複數光色的複數發光件，這些光色的波長相異，各發光源與感應器連接並與各伸縮桿相對應，根據各感應器啟動其中一光色的一發光件。藉由伸縮桿受到不同的力，有不同的縮回距離，能讓透明部與不同光色的發光件相對。利用伸縮桿的光色變化，使用者便能目視得知伸縮桿的大約受力值。
根據本發明方法態樣的一實施方式是一種鞋墊模具取鞋墊模方法，可將鞋墊原料置於伸縮桿之下方以供成型。此鞋墊模具取鞋墊模方法包含下述步驟：使用者的 足部對前述鞋墊模具的多根伸縮桿施壓；固定所有伸縮桿的位置；獲得一模穴；以及，翻製模穴而取得一鞋墊模。
根據本發明方法態樣的另一實施方式，是一種使用前述鞋墊模具取鞋墊模三維數據的方法，可將鞋墊原料置於伸縮桿之下方以供成型。此鞋墊模具取鞋墊模方法包含下述步驟：使用者的足部對複數的伸縮桿施壓；固定複數根伸縮桿的位置；運用影像擷取裝置取得複數伸縮桿的一影像；以及，運算影像而獲得鞋墊模之三維數據。
藉由前述二種鞋墊模具取鞋墊模方法，本發明可以快速獲得供製作真實鞋墊模的一模穴或一虛擬鞋墊模之三維數據。且真實鞋墊模或虛擬鞋墊模三維數據能符合人體足部踩在地上之變形量，進而製造出符合受壓足部的鞋墊。另外，透過鞋墊原料之置入，可使其熱塑成型並立即取得符合足形之鞋墊。
值得一提的是，本發明前述各實施方式可透過一顯示裝置即時顯示，其中人體足部足底壓力資料可藉由影像中內含之多數光色組合一光色圖譜(colormap)，運用此光色圖譜視覺化呈現在顯示裝置，據此可以給予使用者更直覺的壓力回饋成果。再者，前述各實施方式可使用鞋墊模製作與鞋墊模配合的一鞋墊，其中鞋墊可透過三維數據製作。前述各實施方式中，各伸縮桿的抵靠部可以為八角形、六角形、圓形或矩形的柱狀，技術目的是讓各抵靠部至少與另一抵靠部呈現面抵靠或線抵靠。
100‧‧‧基座
110‧‧‧基部
112‧‧‧穿孔
114‧‧‧凹洞
116‧‧‧限位件
120‧‧‧導引部
130‧‧‧外框
200‧‧‧導軌
300‧‧‧定位槽
680‧‧‧第三擠迫件
681‧‧‧擠迫彈簧體
700‧‧‧定位件
711‧‧‧旋鈕
712‧‧‧彈簧
713‧‧‧彈簧體
714‧‧‧圓弧頭
800‧‧‧抽屜座
801‧‧‧扣件
400‧‧‧伸縮桿
410‧‧‧抵靠部
420‧‧‧透明部
500‧‧‧彈性件
600‧‧‧滑軌
602‧‧‧軌道
604‧‧‧滑塊
620‧‧‧第一連接件
621‧‧‧第一斜邊部
630‧‧‧第二連接件
631‧‧‧第三斜邊部
640‧‧‧第一滑桿
650‧‧‧第二滑桿
660‧‧‧第一擠迫件
661‧‧‧第二斜邊部
670‧‧‧第二擠迫件
671‧‧‧第四斜邊部
802‧‧‧抽屜
804‧‧‧手把
806‧‧‧容置空間
810‧‧‧矽膠片
811‧‧‧頂面
812‧‧‧底面
820‧‧‧泡棉
830‧‧‧鞋墊原料
900‧‧‧發光源
910‧‧‧發光件
920‧‧‧感應器
1000‧‧‧影像擷取裝置
A‧‧‧足底三維曲面
S11~S14‧‧‧步驟
S21~S24‧‧‧步驟
I1~I3‧‧‧平面
第1圖繪示本發明結構態樣一實施方式之鞋墊模具的立體圖。
第2圖繪示第1圖之鞋墊模具的分解圖。
第3圖繪示第1圖之剖線3-3的剖視圖。
第4圖繪示第3圖之剖線4-4的剖視圖。
第5圖繪示第2圖之滑軌與定位件的分解圖。
第6圖繪示第3圖之鞋墊模具的操作狀態剖視圖。
第7圖繪示本發明結構態樣另一實施方式之鞋墊模具的局部放大剖視圖。
第8圖繪示本發明結構態樣再一實施方式之鞋墊模具的局部放大剖視圖。
第9圖繪示本發明擷取三維數據之方法操作示意圖。
第10A圖繪示本發明影像座標之平面關係示意圖。
第10B圖繪示本發明直接線性轉換(Direct Linear Transformation,DLT)之影像座標與伸縮桿頂點座標之轉換關係示意圖。
第11A圖繪示伸縮桿頂點受壓變形量之示意圖。
第11B圖繪示伸縮桿頂點受壓變形量與影像中變化之示意圖。
第12圖繪示本發明足底三維曲面示意圖。
第13A圖繪示本發明方法態樣的一實施方式的步驟圖。
第13B圖繪示本發明從抽屜取出鞋墊之示意圖。
第14圖繪示本發明方法態樣的另一實施方式的步驟圖。
第1圖繪示本發明一實施方式之鞋墊模具的立體圖。第2圖繪示第1圖之鞋墊模具的分解圖。第3圖繪示第1圖之線3-3的剖視圖。第4圖繪示第3圖之剖線4-4的剖視圖。第5圖繪示第2圖之滑軌600與定位件700的分解圖。如圖所示，鞋墊模具包含一基座100、複數導軌200、複數定位槽300、複數伸縮桿400、複數彈性件500、一滑軌600以及一定位件700。
基座100是由基部110、導引部120及外框130組合而成，基座100內部具有一相對應人體足部的容置空間。基部110包含一穿孔112、六個凹洞114及四個限位件116，分設於基部110內部空間的四個端角。另有複數圓孔狀導軌200設置在基座100內部，多數導軌200密集開設在板形導引部120上。複數圓孔狀定位槽300被設置在基座100底部，各定位槽300分別各導軌200同軸相對。
各伸縮桿400中央製作一抵靠部410，抵靠部410為八角形柱狀體，各抵靠部410與週側其他伸縮桿400的相對抵靠部410面抵靠。各伸縮桿400穿設於各導軌200內，且各伸縮桿400一端貫穿凸出於各導軌200表面以供足部踩踏，各伸縮桿400另一端則可伸縮位移地插入各定位槽300。運用抵靠部410界於各導軌200及各定 位槽300限位，達成各伸縮桿400可伸縮地位移又保持在基座100內的組態。
複數彈性件500設置在基座100內，且各彈性件500供各伸縮桿400另一端穿設，以彈性件500抵頂在抵靠部410及定位槽300之間。藉此提供各伸縮桿400一向外凸伸之復位力。運用前述複數彈性件500產生的復位力可以模仿地面對於人體(使用者)足部的反向施壓。
滑軌600包含四個軌道602、一滑塊604、一第一連接件620、一第二連接件630、一第一擠迫件660、一第二擠迫件670以及一第三擠迫件680。滑軌600設置在基座100上，可鎖定地定位伸縮桿400。滑塊604包含一第一滑桿640與一第二滑桿650。其中二個軌道602設置於第一滑桿640上，另外二個軌道602則設置於第二滑桿650上。軌道602的延伸方向與導軌200的延伸方向不平行。滑塊604垂直相對各伸縮桿400的抵靠部410。滑塊604用以供使用者操作，基部110的四個限位件116會分別對應穿過第一滑桿640上的兩個軌道602與第二滑桿650上的兩個軌道602，令滑塊604藉由軌道602於限位件116上位移。再者，第一連接件620之兩端分別固接第一滑桿640之一端與第二滑桿650之一端，而第二連接件630之兩端則分別固接第一滑桿640之另一端與第二滑桿650之另一端。透過上述固接方式，第一連接件620、第二連接件630、第一滑桿640及第二滑桿650可形成矩形之框架。而且，透過定位件700之位移可連結 帶動此框架作橫向之位移。再者，第一連接件620、第二連接件630、第一滑桿640以及第二滑桿650之位移方向均相同。此外，第三擠迫件680係用以抵頂各伸縮桿400。第一滑桿640銜接第三擠迫件680，兩者中間夾有一擠迫彈簧體681。此擠迫彈簧體681抵頂第三擠迫件680，致使第三擠迫件680橫向地迫緊定位伸縮桿400。再者，滑塊604之第二滑桿650複數抵頂抵靠部410外側，並使複數抵靠部410彼此抵靠擠壓定位，達成所有伸縮桿400的穩定定位。
為了實現雙向地迫緊定位伸縮桿400，第一連接件620之一第一斜邊部621嵌合抵頂第一擠迫件660相對應之一第二斜邊部661。藉由斜邊部具有雙向分量之特性，讓第一連接件620橫向地位移，並致使第一擠迫件660縱向地位移地迫緊定位伸縮桿400。同理，第二連接件630之一第三斜邊部631嵌合抵頂第二擠迫件670相對應之一第四斜邊部671。藉由斜邊部具有雙向分量之特性，讓第二連接件630橫向地位移，並致使第二擠迫件670縱向地位移地迫緊定位伸縮桿400。另外，第一斜邊部621與第二斜邊部661分別對稱第三斜邊部631與第四斜邊部671。而且，第一擠迫件660之位移方向與第二擠迫件670之位移方向相反。第二滑桿650之位移方向與第三擠迫件680之位移方向相反。而由第5圖可知，第一連接件620、第一擠迫件660、第二連接件630以及第二擠 迫件670均有三個斜邊部。斜邊部的數量與斜邊部彼此之間距可由製造者決定之，且斜邊部的數量至少為一個。
值得一提的是，滑軌600透過複數個斜邊部相互嵌合的方式，並結合定位件700之單方向位移，可形成雙向的迫緊機制。此雙向迫緊機制可分為橫向迫緊與縱向迫緊。橫向迫緊係經由第一擠迫件660與第二擠迫件670縱向且彼此相向地位移所造成之；而縱向迫緊則是透過第二滑桿650與第三擠迫件680橫向且彼此相向地位移所造成之。在此雙向迫緊之條件下，伸縮桿400可完整地維持並取得符合足形之鞋墊模。此鞋墊模可保存起來，對於使用者而言，未來若需要再次使用，可重複利用此鞋墊模而無需重新量測足形，可節省量測的時間。
滑塊604的操作可以是採用一定位件700。定位件700包含一旋鈕711與彈簧712。為了能將定位件700設置於基部110之外側，基部110外側設置了一個穿孔112及六個凹洞114，定位件700穿過穿孔112與第一滑桿640嵌合。再者，為了使定位件700可螺鎖地位移第一滑桿640，定位件700係利用彈簧712搭配凹洞114來鎖定之。各彈簧712具有一彈簧體713及一圓弧頭714，一個凹洞114嵌合一個圓弧頭714。當旋鈕711旋轉時，定位件700會位移，進而橫向地拉推第三擠迫件680。而當彈簧712之圓弧頭714嵌入基部110之一凹洞114時，彈簧712會被固定住，藉此限制定位旋鈕711，使旋 鈕711無法轉動，進而達到鎖定之效果。其中旋鈕711之形狀為扁圓形，可利於手指轉動。
再者，前述伸縮桿400的抵靠部410的截面形狀為八角形、六角形或圓形。本實施例採用抵靠部410為八角形的設計，能讓各抵靠部410與週側各抵靠部410呈現面抵靠，以提升抵靠部410的穩定度，讓伸縮桿400的連動更為穩定。再者，抵靠部410為八角形時，能利用平面彼此抵靠，使伸縮桿400無法旋轉，連動更為確實。
詳細地說，前述基座100包含一基部110與一導引部120。基部110外緣供板形導引部120穩定置放連接。其中各導軌200貫穿開設在導引部120表面，而各定位槽300、彈性件500與滑軌600也皆設置在基部110。本實施例將基座100中的基部110及導引部120分離設計，能大幅降低製造及組裝難度。
由於此鞋墊模具係用以定型一鞋墊原料830，因此設有一抽屜座800可供鞋墊原料830置入，此抽屜座800連接基座100之底側。再者，為了增加鞋墊原料830置入或取出之方便性，抽屜座800內設有一扣件801與一抽屜802。其中扣件801可讓抽屜座800與基座100彼此扣合或分離。而抽屜802則包含一手把804，可方便使用者拉推抽屜802。而且，抽屜802之內部設有一容置空間806供鞋墊原料830定位。由此可知，抽屜802係用以置入或取出鞋墊原料830。另外，抽屜802可以包含一矽膠片810，此矽膠片810包含一頂面811與一底面812。矽膠片810設 於抽屜802之內，並放置於鞋墊原料830與伸縮桿400之間。當伸縮桿400抵頂矽膠片810之頂面811時，矽膠片810上會形成桿頭形凹槽，而其底面812則緊密貼合鞋墊原料830。因此，矽膠片810可以防止伸縮桿400與鞋墊原料830之直接壓頂，避免鞋墊原料830上形成凹凸不平之桿頭形凹槽。再者，矽膠片810與鞋墊原料830之接合面可呈現符合足底形狀的平滑曲線。此外，抽屜802還可包含一泡棉820，此泡棉820設於鞋墊原料830之下方。泡棉820為緩衝材質，因此泡棉820可用以吸收釋放鞋墊原料830之下壓空間。
第13A圖繪示本發明方法態樣的一實施方式的步驟圖。第13B圖繪示本發明從抽屜802取出鞋墊之示意圖。根據第13A圖中可知步驟S11係使用者可利用此鞋墊模具由足底取得鞋墊模。使用者的足部對前述鞋墊模具的多根伸縮桿400施壓，令多根伸縮桿400隨足部形狀及壓力凹陷。接著步驟S12係利用滑塊604與定位件700固定所有伸縮桿400的位置。由於所有伸縮桿400的位置固定，故步驟S13係凹陷的多數根伸縮桿400上方會形成一模穴。最後步驟S14係翻製模穴而取得一鞋墊模。而根據第13B圖可知鞋墊原料830可置於伸縮桿400之下方以供成型，此鞋墊原料830所放置的位置不但相對應使用者足底施壓伸縮桿400的位置，而且鞋墊原料830的形狀大小與使用者足底的形狀大小相同。當鞋墊成型後，使用者可透過手把804拉出抽屜802，然後將成型的鞋墊從抽屜 802中取出，即可得到符合足底形狀大小的鞋墊。第6圖繪示第3圖之模具在一種操作態樣的剖視圖。由於彈性件500能提供伸縮桿400復位力，因此當使用者的足部對伸縮桿400施壓，使伸縮桿400縮回的同時，會壓縮彈性件500蓄力。彈性件500能利用復位力推動伸縮桿400抵住使用者的足部，讓伸縮桿400隨時與足部貼合及反向施壓，以符合足部踩在地上的實際變形量，進而能準確測量出使用者的足部踩在地上時的模穴。即使使用者調整施壓在伸縮桿400上的力，多數伸縮桿400運用復位力也能保持與足部貼合。
前述滑塊604藉由軌道602於限位件116上位移，由於位移的方向與導軌200的延伸方向不同，故滑塊604之第二滑桿650與第三擠迫件680相向推抵伸縮桿400的抵靠部410時，能藉由抵靠部410之間的抵靠，使所有伸縮桿400產生連動，進而對伸縮桿400產生側向力而定位，而得到內陷的一模穴。本發明得到模穴後，能使用一塑形材料印壓在鞋墊模上，取得一鞋墊模。還能利用此鞋墊模，製作與鞋墊模配合的一鞋墊。因此在取得使用者的鞋墊模後，便能直接製作出為使用者專屬設計且符合足部真實變形量的鞋墊。
另外，當由鞋墊模顯示使用者的站姿不良時，可配合專業人員輔助調整使用者的站姿，進而調整伸縮桿400的伸縮距離，將鞋墊模具之模穴調整成正確且適當站 姿的模穴。讓使用者穿上根據此鞋墊模具製造的鞋墊時，能利用鞋墊反向校正調整站姿。
參考第2圖，其中，關於彈性件500提供伸縮桿400復位力的技術，本實施例中，是將彈性件500設置在伸縮桿400的下端且設於定位槽300內，使彈性件500抵頂伸縮桿400，以提供伸縮桿400復位力。另外，彈性件500亦可設置於伸縮桿400的上端，使彈性件500的兩端分別抵頂基座100之導引部120及伸縮桿400，此方式也能達成相同效果。由於此為此領域中具有通常知識者，根據申請當時的知識便能完成者，因此不再贅述。
本發明結構態樣之另一實施方式之實施例如第7圖所示；第7圖繪示本發明另一實施方式之鞋墊模具的局部放大剖視圖。第7圖之鞋墊模具與第1圖之模具大致相同，差別在於第7圖之鞋墊模具更包含複數發光源900。各發光源900設置在基座100，且包含複數不同光色的發光件910。各發光源900的發光件910依各伸縮桿400的伸縮方向排列。各伸縮桿400具有一透明部420(通常延伸至頂端)，且各發光源900與各透明部420相對。各透明部420用以在伸縮桿400不同深度時與各發光源900的對應發光件910相對。詳細地說，不同光色的發光件910，依伸縮桿400的伸縮方向排列，當伸縮桿400受使用者施力而縮回，可讓透明部420與其中一發光件910相對。因此伸縮桿400受到不同的力，有不同的縮回距離，能讓透明部420與不同光色的發光件910相對。利用 伸縮桿400的光色變化，使用者便能目視得知伸縮桿400的大約受力值。
例如在透明部420下方1公分的位置，設置紅色的發光件910；下方2公分的位置，設置黃色的發光件910。因此當伸縮桿400縮回1公分，透明部420便與紅色的發光件910相對；當伸縮桿400縮回2公分，透明部420便與黃色的發光件910相對。如此利用伸縮桿400的光色，可得知伸縮桿400大概的伸縮距離，並得知彈性件500的受力值。
且根據前述各伸縮桿400光色得知大約受力值的技術中，伸縮桿400可用透明的材質製作。讓發光件910射入透明部420的光，能透過伸縮桿400向外射出。當由外部觀察伸縮桿400的光色時，能更容易查知。
第8圖繪示本發明再一實施方式之鞋墊模具的局部放大剖視圖。第8圖之模具與第1圖之鞋墊模具大致相同，差別在於第8圖之模具更包含複數感應器920。各感應器920與各彈性件500連接，用以顯示各彈性件500的受力。目前已知的感應器920，有機械式與數位式，不過兩者並無實質上的分別。且本案使用感應器920之重點，在於獲得彈性件500所受的力，使用機械式或數位式並無區別。當由感應器920取得彈性件500的受力後，可根據彈性件500受力了解使用者的站姿，並適當修正之。例如由感應器920得知相對於腳跟的彈性件500受力較大，便能建議使用者將重心往腳尖移動。或是修改伸縮桿 400，以修正使用者的鞋墊模，讓根據鞋墊模所製造的鞋墊能改正使用者站姿的問題。
再者，第8圖之模具另包含複數發光源900，各發光源900包含複數不同光色的發光件910。各發光源900與感應器920連接並與各伸縮桿400相對，用以根據彈性件500的受力啟動對應光色的發光件910。例如感應器920受到1牛頓的力，會啟動紅色的發光件910；受到2牛頓的力會啟動黃色的發光件910。可知，根據發光源900中啟動的發光件910光色，便能得知伸縮桿400的大約受力值。
本發明另一種重要方法態樣為第9圖與第14圖所繪示的使用前述鞋墊模具由足底取鞋墊模三維數據的方法，除了鞋墊原料830可置於伸縮桿400之下方以供成型，並利用抽屜802取出成型的鞋墊之外，本發明在外框130上安裝有一影像擷取裝置1000，此影像擷取裝置1000的影像擷取區域含蓋前述各伸縮桿400的端部。
本發明此方法實施方式的一實施例步驟說明如下：首先步驟S21係在使用者的足部對前述模具的伸縮桿400施壓後；再者步驟S22係固定多數根伸縮桿400的位置；然後步驟S23係運用影像擷取裝置1000取得多數根伸縮桿400端部位置的影像；最後步驟S24係運算多數根伸縮桿400的影像而可以合成使用者的足部的三維數據。值得一提的是，本發明前述各彈性件500的受力數據也可以擷取後與前述足部三維數據合成為完整的使用者足部形 狀施力資料庫，以供後續呈現於顯示器(未圖示)或其他之運用。
前述運算影像而獲得鞋墊模之三維數據技術的實施例請參閱第10A-12圖。第10A圖繪示本發明影像座標之平面I1、I2、I3的關係示意圖。第10B圖繪示本發明直接線性轉換之影像座標與伸縮桿400頂點座標之轉換關係示意圖。第11A圖繪示伸縮桿400頂點受壓變形量之示意圖。第11B圖繪示伸縮桿400頂點受壓變形量與影像中變化之示意圖。第12圖則繪示本發明足底三維曲面A之示意圖。本實施例在已知伸縮桿400間之幾何結構等相對關係，透過發光源900之相異光色發光件910給予同一排(列)之伸縮桿400相同的光色，相鄰排(列)之伸縮桿400則呈現其他光色，可提高量測系統之空間解析度。計算參數若以同一光色在同一平面I1上，而在同一平面I1上有數個頂點共線之伸縮桿400，而鞋墊模具於製作過程中即可知道伸縮桿400平面與平面、點與點之幾何關係。當然，計算參數若以同一光色在另一平面I2或平面I3上，同樣可得知彼此之幾何關係。
首先進行影像擷取裝置1000與伸縮桿400間之相對關係校正。釋放所有伸縮桿400至基準位置後，已知伸縮桿400頂點之幾何關係(伸縮桿400頂點座標值、相同光色伸縮桿400之平面方程式)，即相對於座標系統下之座標點位置P。經由影像擷取裝置1000擷取一拍攝到所有伸縮桿400之影像，再將影像經過適度影像處理並 二值化後，可得到每根伸縮桿400頂點於影像座標系統下之座標點位置I。再放置一已知重量W之校正板於伸縮桿400上，在已知彈性件500彈性係數之前提下，伸縮桿400之變形量亦為已知，重複上述流程，可得到P’與I’之座標點位置。在求得P、P’相對裝置座標系統以及I、I’相對影像平面座標系統之座標值後，可利用直接線性轉換(Direct Linear Transformation,DLT)求得一相對轉換矩陣T，用以描述影像擷取裝置1000與伸縮桿400頂點之關係，以及精確的影像擷取裝置1000之焦點O、座標系統及影像平面等空間參數(如：焦距f、影像平面中點C、縮放比S等)，即可建構出本鞋墊模具之虛擬點投影環境參數。
相關參數計算如下式： V=[x 0 y 0 z 0]； 其中為相對於影像座標系統下影像擷取裝置1000焦點與影像伸縮桿400頂點向量，為相對於鞋墊模具座標系統下影像擷取裝置1000焦點與伸縮桿400頂點向量，由於與為一線性關係，故可透過一係數S描述兩向量之關係，又由於已知所有伸縮桿400幾何關係(伸縮桿400頂點平面方程式、伸縮桿400頂點座標值)，利用最小平方法即可求得一轉換關係T，其包含旋轉矩陣R與位置向量V，用以描述影像擷取裝置1000點投影系統相對裝置之關係。
接著，求得使用者站立於鞋墊模具上之伸縮桿400真實移動量的計算如後：使用者站立時足部對鞋墊模具的伸縮桿400施壓，穩定後並固定這些伸縮桿400的位置，再由影像擷取裝置1000取得這些伸縮桿頂點(P’ i,j )於影像中之座標位置(I’ i,j )，依次辨識不同光色之伸縮桿400頂點以進行影像處理。在影像擷取裝置1000座標系統下，透過校正程序得到之轉換關係與環境參數，可求得一空間中直線方程式(L’ i,j )通過焦點O與影像平面上之頂點座標位置(I’ i,j )，由於可知對應之伸縮桿(P’ i,j )所在之平面方程式Ei，因此可透過直線交於平面求得唯一解(P’ i,j )之座標位置，亦即可得到伸縮桿400壓縮量△d i,j =P’ i,j -P i,j 。當每根伸縮桿400之壓縮量皆計算求得後，進而可產生一使用者站立時的足底三維曲面A(如第12圖繪示之足底三維曲面A)。前述足底三維曲面A與足底壓力資料，可透過一顯示裝置即時顯 示，其中足底壓力資料可藉由一光色圖譜(colormap)視覺化呈現，給予使用者更直覺的回饋。
至於計算伸縮桿400受力量值的計算如下：由於每根伸縮桿400皆連接一彈性件500，而其中彈性件500之變形係數k為已知，藉由上述計算步驟所得到之位移量(△d i,j )，利用虎克定律F i,j =k△d i,j ，即可得到每個伸縮桿400所受壓之力量(F i,j )，即可得到使用者站立時的足底壓力資料。
藉由本發明的設計，不僅可以利用模具便利地客製化符合真實變形足部形態的鞋墊，且使用者足部各種數據皆能擷取運用。此外，透過鞋墊原料之置入，可使其熱塑成型並立即取得符合足形之鞋墊。故本發明確為一種具有可專利性的全新發明。
110‧‧‧基部
112‧‧‧穿孔
114‧‧‧凹洞
116‧‧‧限位件
120‧‧‧導引部
130‧‧‧外框
200‧‧‧導軌
300‧‧‧定位槽
400‧‧‧伸縮桿
410‧‧‧抵靠部
500‧‧‧彈性件
600‧‧‧滑軌
602‧‧‧軌道
604‧‧‧滑塊
620‧‧‧第一連接件
630‧‧‧第二連接件
640‧‧‧第一滑桿
650‧‧‧第二滑桿
660‧‧‧第一擠迫件
670‧‧‧第二擠迫件
680‧‧‧第三擠迫件
700‧‧‧定位件
800‧‧‧抽屜座
801‧‧‧扣件
802‧‧‧抽屜
804‧‧‧手把
806‧‧‧容置空間

Claims (15)

  1. 一種鞋墊模具，包含：一基座；複數導軌，設置在該基座；複數定位槽，設置在該基座，各該定位槽與各該導軌相對；複數伸縮桿，各該伸縮桿包含一抵靠部，各該抵靠部至少與另一該抵靠部抵靠，各該伸縮桿穿設於各該導軌內，且各該伸縮桿一端凸出於各該導軌，另一端插入各該定位槽；複數彈性件，設置在該基座，用以提供各該伸縮桿復位力；至少一滑軌，包含至少一軌道及一滑塊，該滑軌設置於該基座，該軌道設置於該滑塊，該軌道的延伸方向與該些導軌的延伸方向不平行，該滑塊與該些抵靠部相對，該滑塊用以沿該軌道位移而抵頂該些抵靠部，並致使該些伸縮桿定位；以及一抽屜座，包含一抽屜，該抽屜座連接該基座，該抽屜內設有一容置空間供一鞋墊原料定位，該抽屜用以置入或取出該鞋墊原料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鞋墊模具，其中該滑軌包含一第一連接件、一第二連接件及四軌道，該滑塊包含一第一滑桿與一第二滑桿，其中二該軌道設於該第一滑桿，另二該軌道設於該第二滑桿，該第一連接件 之兩端分別連接該第一滑桿與該第二滑桿，該第二連接件之兩端分別連接該第一滑桿與該第二滑桿。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之鞋墊模具，更包含一定位件，設置在該基座，該定位件可橫向地位移該第一滑桿。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之鞋墊模具，更包含複數感應器，各該感應器與各該彈性件連接，用以顯示各該彈性件的受力。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之鞋墊模具，更包含複數發光源，該些發光源與該些感應器控制連結，各該伸縮桿具有一透明部，該些發光源設置在該基座，各該發光源與各該透明部相對並呈現一光色。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之鞋墊模具，更包含：複數感應器，各該感應器相對應受各該伸縮桿控制啟閉；以及複數發光源，各該發光源與各該感應器連接並與各該伸縮桿相對，根據各該感應器啟動對應一該發光源。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之鞋墊模具，其中該些抵靠部的形狀為八角形、六角形、圓形或矩形。
  8. 一種鞋墊模具，用以供一足部踩踏，該鞋墊模具包含：一基座；複數伸縮桿，該些伸縮桿彼此平行地限位在該基座內，各該伸縮桿供該足部踩踏且具有一復位力；複數發光源，該些發光源安裝在該基座內，各該發光源相對應照射各該伸縮桿，且各該發光源透過各該伸縮桿呈現一光色；一影像擷取裝置，其相對應該基座設置，該影像擷取裝置擷取該些伸縮桿之該些光色以供分析各該伸縮桿的一三維數據；以及一鞋墊原料，置於該些伸縮桿下方以供成型。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之鞋墊模具，各該伸縮桿具有一透明部，各該發光源包含複數光色的複數發光件，該些光色的波長相異，且各該發光源與各該透明部相對，各該透明部用以在該伸縮桿相異伸縮位置時與各該發光源的其中一發光件相對。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之鞋墊模具，更包含：複數感應器，各該感應器相對應受各該伸縮桿控制啟閉； 其中各該發光源包含複數光色的複數發光件，該些光色的波長相異，各該發光源與該感應器連接並與各該伸縮桿相對應，根據各該感應器啟動其中一該光色的一該發光件。
  11. 一種使用申請專利範圍第1項或第8項所述之鞋墊模具取鞋墊模的方法，包含下述步驟：使用者的該足部對前述鞋墊模具的複數伸縮桿施壓；固定該些伸縮桿的位置；獲得一模穴；以及翻製該模穴而取得一鞋墊模。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之取鞋墊模的方法，另包含下述步驟：使用該鞋墊模製作與該鞋墊模配合的一鞋墊。
  13. 一種使用申請專利範圍第8項所述之鞋墊模具取鞋墊模三維數據的方法，包含下述步驟：使用者的該足部對該些伸縮桿施壓；固定該些伸縮桿的位置；運用該影像擷取裝置取得該些伸縮桿的一影像；以及運算該影像而獲得該鞋墊模之該三維數據。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之取鞋墊模三維數據的方法，另包含下述步驟： 使用該三維數據製作一鞋墊。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之取鞋墊模三維數據的方法，其中，另包含下述步驟：運用該影像中內含之該些光色呈現一相對應該足部壓力之一光色圖譜。
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