TWM451017U - 鞋墊熱印系統 - Google Patents

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TWM451017U
TWM451017U TW101224707U TW101224707U TWM451017U TW M451017 U TWM451017 U TW M451017U TW 101224707 U TW101224707 U TW 101224707U TW 101224707 U TW101224707 U TW 101224707U TW M451017 U TWM451017 U TW M451017U
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TW
Taiwan
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insole
hot stamping
pressure
data processing
control device
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TW101224707U
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English (en)
Inventor
Ching-Hua Chiu
Wei-Ting Hsu
Chih-Wei Lin
Jen-Wei Chen
Original Assignee
Univ Chaoyang Technology
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  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Description

鞋墊熱印系統
本創作與製造鞋墊之裝置有關，特別是有關於一種鞋墊熱印系統。
鞋墊主要功能是設置在鞋內而作為人體足底與鞋底之間的力量緩衝，而可減緩因長時間站立或行走而引起的足底不適，藉以提昇穿戴後或行走時足部的舒適性及保護性。然而，一般習知鞋墊之結構較不符合人體工學，其大多係為一平坦之薄片而無法與足底輪廓完全服貼，導致支撐及緩衝效果不佳，且會造成足底受力不均，故於行走時，大部分的壓力及震動都由腳跟所吸收，容易造成足部的傷害。
因此，有必要提供一種創新且具進步性之鞋墊熱印系統，以製造出結構與足底三維立體輪廓完全符合之鞋墊，以改善上述之問題。
本創作之主要目的在於提供一種鞋墊熱印系統，可製造出結構與足底三維立體輪廓完全符合之鞋墊，非常符合人體工學，具有極佳吸震及緩衝效果與舒適性。
為達成上述目的，本創作之鞋墊熱印系統包括一壓力感測器、一熱印裝置及一資料處理與控制裝置。該壓力感測器具有多數感測區域，各該感測區域於受壓後可產生一 壓力感測訊號。該熱印裝置具有一熱印單元及一連接該熱印單元之三維位移機構。該資料處理與控制裝置電性連接該壓力感測器及該熱印裝置，該資料處理與控制裝置依據各該感測區域所感測之壓力感測訊號及一壓力計算準則計算對應各該感測區域位置之壓力值、以及依據對應各該感測區域位置之壓力值及一深度計算準則計算對應各該感測區域位置之熱印深度，該資料處理與控制裝置並依據各該感測區域位置及對應之熱印深度控制該三維位移機構驅動該熱印裝置以熱印單元於一鞋墊胚體對應各該感測區域位置之區域熱印形成一具有相應熱印深度之凹陷。
為了更瞭解本創作的特徵，以下列舉一較佳實施例並配合圖式說明於後，其中：第一圖係本創作一較佳實施例之示意圖；第二圖係本創作該較佳實施例之結構方塊圖；第三圖係本創作該較佳實施例之熱印裝置對鞋墊胚體進行熱印之示意圖；第四圖係以本創作鞋墊熱印系統製造之鞋墊成品示意圖；第五圖係本創作該較佳實施例之運作流程圖；及第六圖係本創作該較佳實施例之熱印溫度控制流程圖。
請參閱第一至三圖，為本創作一較佳實施例之鞋墊熱 印系統100，該鞋墊熱印系統100包括一壓力感測器10、一熱印裝置20及一資料處理與控制裝置30。
該壓力感測器10具有多數感測區域12，各該感測區域12於受壓後可產生一壓力感測訊號。在本實施例中，該壓力感測器10係為一陣列單元，其具有1200×600個感測區域12，各該感測區域12於接受到不同壓力(使用者以其足部50足底踩踏)後可產生具有不同電壓值之壓力感測訊號。
該熱印裝置20具有一熱印單元22及一連接該熱印單元22之三維位移機構24。該熱印單元22包括一連桿222、一設於該連桿222一端之熱印頭224、一設於該熱印頭224且與該資料處理與控制裝置30電性連接之加熱器226、以及一設於該熱印頭224且與該資料處理與控制裝置30電性連接之溫度感測器228。該連桿222於本實施例中係為縱向之齒桿。
該三維位移機構24包括一齒軌25、一透過一第一滑塊242設於該齒軌25之X軸伺服單元26、透過一第二滑塊244設於該連桿222另一端之一Y軸伺服單元27及一Z軸伺服單元28，該第二滑塊244並與該X軸伺服單元26連接於該第一滑塊242之一橫桿261連接，且可相對該橫桿261及該連桿222移動。該X軸、Y軸及Z軸伺服單元26,27,28分別包括一控制器262,272,282、一由該控制器262,272,282控制之驅動器264,274,284及一由該驅動器264,274,284驅動之伺服馬達266,276,286。該熱印頭224 具有一實質上呈尖錐形之前端，事實上，該熱印頭224之前端可為其他適合之形狀及結構，只要可有利於對一鞋墊胚體40進行小區域之熱印加工即可。該加熱器226係用以加熱該熱印頭224，該溫度感測器228係用以感測該熱印頭224之溫度。
該資料處理與控制裝置30係電性連接該壓力感測器10及該熱印裝置20。在本實施例中，該資料處理與控制裝置30係包括一電腦主機31(包括中央處理器(CPU)及記憶體(RAM或/及ROM))、一與該電腦主機31及該壓力感測器10電性連接之訊號處理轉接器32、一與該電腦主機31及該溫度感測器228電性連接之類比/數位(A/D)訊號轉換器33、一與該電腦主機31及該加熱器226電性連接之控制器34、以及一與該電腦主機31電性連接之顯示器35。該訊號處理轉接器32可將類比形式之電壓值的壓力感測訊號，轉換為可被該電腦主機31處理之數位訊號，該類比/數位訊號轉換器33可將類比形式之熱印頭224溫度訊號轉換為可被該電腦主機31處理之數位訊號。
該資料處理與控制裝置30另包括一設於該電腦主機31(可設於記憶體中)之資料庫36，該資料庫36儲存有一壓力計算準則及一深度計算準則，該壓力計算準則例如定義為每單位電壓係對應於某一壓力值(例如：每0.1V電壓對應於5公斤之壓力值)，該熱印深度計算準則例如定義為每單位壓力係對應於某一熱印深度(例如：每公斤之壓力對應於0.1公分之熱印深度)。
該電腦主機31依據各該感測區域12所感測之壓力感測訊號及該壓力計算準則計算對應各該感測區域12位置之壓力值、以及依據對應各該感測區域12位置之壓力值及該熱印深度計算準則計算對應各該感測區域12位置之熱印深度，該電腦主機31並可依據對應各該感測區域12位置之壓力值及熱印深度建構一鞋墊熱印模型37。該電腦主機31並依據各該感測區域12位置及對應之熱印深度控制該三維位移機構24驅動該熱印裝置20以熱印單元22之熱印頭224於一設於承台38上之鞋墊胚體40對應各該感測區域12位置之區域熱印形成一具有相應熱印深度之凹陷。
上述之該鞋墊熱印模型37可經由該顯示器35顯示，此外，對應各該感測區域12位置之壓力值及熱印深度、以及該熱印頭224之即時位置等資訊，亦可選擇性地被顯示於該顯示器35。
請配合參閱第一至三圖及第四至六圖，以下茲詳細說明本創作鞋墊熱印系統100之運作程序。
使用者以其足部50足底踩踏於該壓力感測器10上並由該壓力感測器10之感測區域12感測足底各部壓力而產生壓力感測訊號。
該資料處理與控制裝置30之電腦主機31接收經由該訊號處理轉接器32轉換後之壓力感測訊號並進行訊號處理，且依據壓力感測訊號及壓力計算準則計算XY平面各位置之壓力值、以及依序依據對應XY平面各位置之壓力值及該熱印深度計算準則計算對應之熱印深度(Z軸方 向)，並依序依據XY平面各位置及其對應之熱印深度產生X、Y、Z軸位移控制指令並傳送至該三維位移機構24。
該三維位移機構24之X軸、Y軸及Z軸伺服單元26,27,28接收到位移控制指令後，其控制器262,272,282分別控制驅動器264,274,284驅動伺服馬達266,276,286轉動，使得被加熱之熱印單元22之熱印頭224移動至鞋墊胚體40上方相應於XY平面之位置，並向下對鞋墊胚體40進行熱印以形成具有相應熱印深度之凹陷。
當對該鞋墊胚體40相應於所有感測區域12位置之區域完成熱印後，即製作完成一鞋墊成品42(如第四圖所示)，再進行下一鞋墊胚體之熱印程序或停止熱印。
在上述之鞋墊熱印系統100之控制程序中，係進一步對熱印溫度加以控制(如第六圖所示)，說明如下。首先設定該熱印頭224之熱印溫度值R，該熱印溫度值R例如設定為100℃且可具有一容許溫度差(例如±10℃)；由該溫度感測器228取得該熱印頭224之溫度感測訊號；由該電腦主機31讀取溫度感測訊號並計算該熱印頭224之溫度值；由該電腦主機31判斷該熱印頭224之溫度值是否大於R；若該熱印頭224之溫度值大於R，則該電腦主機31經由該控制器34控制該加熱器226停止加熱該熱印頭224，若否，則該電腦主機31控制該控制器34驅動該加熱器226加熱該熱印頭224。
如上所述，本創作之鞋墊熱印系統100可製造出結構與足底三維立體輪廓完全符合之鞋墊成品42，非常符合人 體工學，具有極佳吸震及緩衝效果與舒適性。
另外說明的是，基於本創作之精神，本創作之鞋墊熱印系統100之結構可加以變化設計，例如：該顯示器35可不設；該三維位移機構24並不以如第三圖所示之結構為限，其可由任何可進行三維位移之機構取代。
以上實施例僅為本創作的示例性實施例，非用於限制本創作，本領域技術人員可基於本創作的精神，對本創作做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本創作的保護範圍內。
100‧‧‧鞋墊熱印系統
10‧‧‧壓力感測器
12‧‧‧感測區域
20‧‧‧熱印裝置
22‧‧‧熱印單元
222‧‧‧連桿
224‧‧‧熱印頭
226‧‧‧加熱器
228‧‧‧溫度感測器
24‧‧‧三維位移機構
242‧‧‧第一滑塊
244‧‧‧第二滑塊
25‧‧‧齒軌
26‧‧‧X軸伺服單元
261‧‧‧橫桿
262‧‧‧X軸控制器
264‧‧‧X軸驅動器
266‧‧‧X軸伺服馬達
27‧‧‧Y軸伺服單元
272‧‧‧Y軸控制器
274‧‧‧Y軸驅動器
276‧‧‧Y軸伺服馬達
28‧‧‧Z軸伺服單元
282‧‧‧Z軸控制器
284‧‧‧Z軸驅動器
286‧‧‧Z軸伺服馬達
30‧‧‧資料處理與控制裝置
31‧‧‧電腦主機
32‧‧‧訊號處理轉接器
33‧‧‧A/D訊號轉換器
34‧‧‧控制器
35‧‧‧顯示器
36‧‧‧資料庫
37‧‧‧鞋墊熱印模型
38‧‧‧承台
40‧‧‧鞋墊胚體
42‧‧‧鞋墊成品
50‧‧‧足部
第一圖係本創作一較佳實施例之示意圖；第二圖係本創作該較佳實施例之結構方塊圖；第三圖係本創作該較佳實施例之熱印裝置對鞋墊胚體進行熱印之示意圖；第四圖係以本創作鞋墊熱印系統製造之鞋墊成品示意圖；第五圖係本創作該較佳實施例之運作流程圖；及第六圖係本創作該較佳實施例之熱印溫度控制流程圖。
10‧‧‧壓力感測器
20‧‧‧熱印裝置
224‧‧‧熱印頭
226‧‧‧加熱器
228‧‧‧溫度感測器
26‧‧‧X軸伺服單元
262‧‧‧X軸控制器
264‧‧‧X軸驅動器
266‧‧‧X軸伺服馬達
27‧‧‧Y軸伺服單元
272‧‧‧Y軸控制器
274‧‧‧Y軸驅動器
276‧‧‧Y軸伺服馬達
28‧‧‧Z軸伺服單元
282‧‧‧Z軸控制器
284‧‧‧Z軸驅動器
286‧‧‧Z軸伺服馬達
30‧‧‧資料處理與控制裝置
31‧‧‧電腦主機
32‧‧‧訊號處理轉接器
33‧‧‧A/D訊號轉換器
34‧‧‧控制器
35‧‧‧顯示器
36‧‧‧資料庫
40‧‧‧鞋墊胚體

Claims (9)

  1. 一種鞋墊熱印系統，包括：一壓力感測器，具有多數感測區域，各該感測區域於受壓後可產生一壓力感測訊號；一熱印裝置，具有一熱印單元及一連接該熱印單元之三維位移機構；及一資料處理與控制裝置，電性連接該壓力感測器及該熱印裝置，該資料處理與控制裝置依據各該感測區域所感測之壓力感測訊號及一壓力計算準則計算對應各該感測區域位置之壓力值、以及依據對應各該感測區域位置之壓力值及一深度計算準則計算對應各該感測區域位置之熱印深度，該資料處理與控制裝置並依據各該感測區域位置及對應之熱印深度控制該三維位移機構驅動該熱印裝置以熱印單元於一鞋墊胚體對應各該感測區域位置之區域熱印形成一具有相應熱印深度之凹陷。
  2. 如請求項1所述鞋墊熱印系統，其中該資料處理與控制裝置包括一與該壓力感測器電性連接之訊號處理轉接器。
  3. 如請求項1所述鞋墊熱印系統，其中該熱印單元包括一連桿、以及一設於該連桿一端之熱印頭，該連桿之另一端係可相對移動地與該三維位移機構連接。
  4. 如請求項3所述鞋墊熱印系統，其中該熱印頭具有一實質上呈尖錐形之前端。
  5. 如請求項3所述鞋墊熱印系統，其中該熱印單元另包括設於該熱印頭且與該資料處理與控制裝置電性連接之一加熱器及一溫度感測器。
  6. 如請求項5所述鞋墊熱印系統，其中該資料處理與控制裝置包括一與該加熱器電性連接之控制器。
  7. 如請求項5所述鞋墊熱印系統，其中該資料處理與控制裝置包括一與該溫度感測器電性連接之類比/數位訊號轉換器。
  8. 如請求項1所述鞋墊熱印系統，其中該資料處理與控制裝置另依據對應各該感測區域位置之壓力值及熱印深度建構一鞋墊熱印模型，該資料處理與控制裝置包括一可顯示該鞋墊熱印模型之顯示器。
  9. 如請求項1所述鞋墊熱印系統，其中該資料處理與控制裝置包括一儲存有該壓力計算準則及該熱印深度計算準則之資料庫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI672973B (zh) * 2017-11-10 2019-09-21 宏碁股份有限公司 壓控加熱裝置和相關方法

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