RU2596517C2 - Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement - Google Patents
Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596517C2 RU2596517C2 RU2014114633/12A RU2014114633A RU2596517C2 RU 2596517 C2 RU2596517 C2 RU 2596517C2 RU 2014114633/12 A RU2014114633/12 A RU 2014114633/12A RU 2014114633 A RU2014114633 A RU 2014114633A RU 2596517 C2 RU2596517 C2 RU 2596517C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foot
- bed
- anatomical
- heel
- stock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к обувной промышленности и может быть использовано при изготовлении индивидуальной колодки обуви, предназначенной для носки лицами со стандартными размерами стопы, а также имеющими определенные отклонения в форме стопы, например вследствие ее статической деформации. Изобретение позволяет создать условия для корректного цифрового замера голеностопа для автоматизированного изготовления «впорной» колодки (то есть колодки, которая соответствует размерным параметрам стопы) для изготовления индивидуальной и ортопедической обуви, что дает возможность избежать различного рода негативных воздействий на стопу - чрезмерных деформаций стопы, травм мягкий тканей, сдавливания сосудов и др.The invention relates to the shoe industry and can be used in the manufacture of individual shoe pads intended for wear by persons with standard foot sizes, as well as having certain deviations in the shape of the foot, for example due to its static deformation. The invention allows the creation of conditions for the correct digital measurement of the ankle for the automated manufacture of a “punch” shoe (that is, a shoe that corresponds to the dimensional parameters of the foot) for the manufacture of individual and orthopedic shoes, which makes it possible to avoid various negative effects on the foot - excessive deformations of the foot, injuries soft tissue, vascular compression, etc.
Уровень техникиState of the art
Наиболее близким по технической сущности является выбранный за прототип способ обмера голеностопа с помощью трехмерного сканера объемных тел, представленного фирмой Delcam [www.Delcam.ru/public/list.htm].The closest in technical essence is the prototype method for measuring the ankle using a three-dimensional volumetric body scanner presented by Delcam [www.Delcam.ru/public/list.htm].
Способ, описанный в прототипе, состоит из следующих операций:The method described in the prototype consists of the following operations:
- заказчик устанавливает стопу в сканирующее устройство для обмера на горизонтальную поверхность;- the customer sets the foot in the scanning device for measuring on a horizontal surface;
- трехмерный сканер считывает информацию о поверхности стопы и передает ее в систему автоматизированного проектирования (CAD);- a three-dimensional scanner reads information about the surface of the foot and transfers it to the computer-aided design (CAD) system;
- в CAD цифровая информация преобразуется в визуальное изображение объемного трехмерного тела (изображение стопы в виде оболочки).- in CAD, digital information is converted into a visual image of a three-dimensional three-dimensional body (the image of the foot in the form of a shell).
Причины, препятствующие получению требуемого результатаReasons that prevent obtaining the desired result
Прототип имеет недостаток в том, что изначально сканирование стопы происходит на горизонтальной плоской поверхности без учета профиля плантарной части стопы и ее положения, кроме горизонтального в обуви при носке. То есть при сканировании не учитывается стереометрия стопы и высота приподнятости ее пяточной и носочной частей, что необходимо для корректного проектирования форморазмеров колодки по данным обмерам стопы. Кроме этого, в результате анатомически неправильного расположения стопы человека на горизонтальной плоскости при сканировании не учитывается положение центра сил от силы веса соответствующей конфигурации тела человека, имеющего произвольную конфигурацию, что влияет на приращение объемных характеристик различных участков стопы и, соответственно, на точность и достоверность получаемой цифровой информации.The prototype has the disadvantage that initially the scanning of the foot occurs on a horizontal flat surface without taking into account the profile of the plantar part of the foot and its position, except for the horizontal one in shoes when worn. That is, when scanning, the stereometry of the foot and the elevation of its heel and toe are not taken into account, which is necessary for the correct design of the shoe sizes according to the given measurements of the foot. In addition, as a result of the anatomically incorrect location of the human foot on the horizontal plane, the position of the center of forces versus the weight force of the corresponding configuration of the human body having an arbitrary configuration is not taken into account, which affects the increment of the volumetric characteristics of different parts of the foot and, accordingly, the accuracy and reliability of digital information.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результатTechnical result
Ложе представляет собой цельное объемное тело, состоящее из плотного недеформируемого, непрозрачного материала с шероховатой поверхностью (углепластик, твердые виды дерева, гипс). Верхняя поверхность ложа соответствует оттиску плантарной части стопы, находящейся в обуви с заданной высотой каблука и подъемом носочной части. Оттиск плантарной части стопы получают при сдавливании стопой пластичной стельки, на поверхности которой остаются необратимые деформации, отражающие профиль плантарной части сдавленной реакцией опоры стопы. Внешний верхний контур спрофилированной поверхности ложа является образующим вертикальных боковых поверхностей ложа. Высота носочной части ложа определятся как сумма высоты базовой линии плюс высота приподнятости носочной части. Высота пяточной части находится как сумма высоты базовой линии плюс высота каблучной части. Высота базовой линии ложа определяется расположением сканирующих устройств оптической оси лазерного 3D-сканера. Нижняя поверхность ложа представляет собой горизонтальную проекцию верхней поверхности ложа.The bed is a solid volumetric body, consisting of a dense non-deformable, opaque material with a rough surface (carbon fiber, solid wood, gypsum). The upper surface of the bed corresponds to the imprint of the plantar part of the foot, located in shoes with a given height of the heel and the rise of the toe. The impression of the plantar part of the foot is obtained by squeezing the foot of the plastic insole, on the surface of which irreversible deformations remain, reflecting the profile of the plantar part by the foot support pressed by the reaction. The outer upper contour of the profiled surface of the bed is a generatrix of the vertical side surfaces of the bed. The height of the fore part of the bed is defined as the sum of the height of the baseline plus the height of the raised fore part. The heel height is the sum of the height of the baseline plus the height of the heel. The height of the base line of the bed is determined by the location of the scanning devices on the optical axis of the 3D laser scanner. The lower surface of the bed is a horizontal projection of the upper surface of the bed.
Спроектированное ложе дает возможность сканировать голеностоп в анатомически правильном его положении. Для корректного положения тела человека также имеется симметрично расположенное парное ложе, на которое устанавливается вторая стопа, что обеспечивает горизонтальную проекцию точки общего центра масс в среднем положении между парными ложами.The designed bed makes it possible to scan the ankle in its anatomically correct position. For the correct position of the human body there is also a symmetrically located pair bed on which the second foot is mounted, which provides a horizontal projection of the point of the common center of mass in the middle position between the pair beds.
На верхних поверхностях лож располагаются гибкие матрицы с тезнодатчиками, определяющими нагрузки плантарных частей стоп, что дает возможность устанавливать в анатомически правильную позу человека и, соответственно, получать корректные результаты сканирования голеностопа. Как вариант, вместо матрицы датчиков могут быть использованы вмонтированные в поверхность ложа тензодатчики. Информация от тезодатчиков передается на периферийное устройство, показывающее необходимую коррекцию положения тела человека для совпадения проекции точки общего центра масс центральной точки на оси симметрии расположения лож.On the upper surfaces of the beds are flexible matrices with load cells that determine the loads of the plantar parts of the feet, which makes it possible to set the anatomically correct position of a person and, accordingly, get the correct scan results of the ankle. Alternatively, instead of a matrix of sensors, load cells mounted in the surface of the bed can be used. Information from the load sensors is transmitted to a peripheral device that shows the necessary correction of the position of the human body for the projection of the point of the common center of mass of the center point on the axis of symmetry of the location of the boxes.
Анатомическое ложе, имеющее подставку под пяточную часть стопы и опорную горизонтальную поверхность основания для установки на нее стопы, а также симметрично расположенную парную конструкцию для опоры другой стопы и расположенное по периметру сканирующее устройство, отличается тем, что верхняя поверхность анатомического ложа имеет форму нагруженной силой веса тела испытуемого плантарной части стопы, нижняя поверхность представляет собой горизонтальную проекцию верхней поверхности анатомического ложа, боковые поверхности построены между образующими верхней и нижней поверхностями.The anatomical bed, having a stand under the heel of the foot and a supporting horizontal surface of the base for installing the foot on it, as well as a symmetrically paired design for supporting the other foot and a scanning device located around the perimeter, is characterized in that the upper surface of the anatomical bed has the shape of a weighted load the body of the test plantar part of the foot, the lower surface is a horizontal projection of the upper surface of the anatomical bed, the side surfaces are built forming between the upper and lower surfaces.
Верхняя поверхность анатомического ложа имеет в пяточной части приподнятости, идентичные параметрам аналогичных частей стопы в обуви, имеющей различные высоты каблука и носочной части.The upper surface of the anatomical bed has elevations in the heel of the heel that are identical to the parameters of similar parts of the foot in shoes with different heel and toe heights.
Геленочная часть верхней поверхности анатомического ложа имеет конфигурацию соответствующего участка анатомической стельки и находится в процессе измерения в контакте со стопой испытуемого.The gel part of the upper surface of the anatomical bed has the configuration of the corresponding section of the anatomical insole and is in the process of measurement in contact with the foot of the subject.
В верхней рельефной поверхности располагаются тензодатчики в виде матрицы и отдельных вмонтированных элементов, соединенных с периферийным устройством, что позволяет определить центр сил тела испытуемого и его анатомически правильное положение при различных углах подъема пяточной и носочной частей.Strain gages in the form of a matrix and individual mounted elements connected to a peripheral device are located in the upper relief surface, which makes it possible to determine the center of forces of the test person’s body and its anatomically correct position at various elevation angles of the heel and forefoot.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Обмер голеностопа на анатомическом ложе с помощью лазерного цифрового сканера и системы автоматизированного проектирования включает получение точек расположения поверхности голеностопа посредством лазера в трехмерной системе координат.Measurement of the ankle on the anatomical bed using a laser digital scanner and computer-aided design system includes obtaining points of location of the ankle surface using a laser in a three-dimensional coordinate system.
При этом установка обмеряемого голеностопа человека производится на анатомическом ложе, с имитацией положения стопы в обуви при заданных высотах пяточной и носочной частей, а также при анатомически соответствующем приложении общего центра сил.In this case, the installation of the measured human ankle is performed on the anatomical bed, with imitation of the position of the foot in shoes at given heights of the heel and forefoot, as well as with the anatomically appropriate application of a common center of forces.
Положение общего центра сил определяется с помощью тензодатчиков, располагающихся на верхней поверхности анатомического ложа, показывающих с помощью периферического устройства нагрузку в различных зонах контакта ложа со стопой и рассчитывающих координаты точки приложения общего центра сил, что позволяет устанавливать тело испытуемого в анатомически правильное положение.The position of the common center of forces is determined using strain gauges located on the upper surface of the anatomical bed, showing with a peripheral device the load in various zones of contact of the bed with the foot and calculating the coordinates of the point of application of the common center of forces, which allows the body of the subject to be set in the anatomically correct position.
Обмеряемый человек (заказчик) устанавливает стопы на два ложа, одно из которых находится в сканирующем устройстве, размерные параметры ложа учитывают положение стопы в обуви при носке, что необходимо для правильного проектирования форморазмеров колодки по данным обмера стопы, осуществляемым трехмерным сканированием.The measured person (customer) sets the feet on two beds, one of which is located in the scanning device, the dimensional parameters of the bed take into account the position of the foot in the shoe when worn, which is necessary for the correct design of the shoe sizes according to the foot measurement carried out by three-dimensional scanning.
Предлагаемое устройство анатомического ложа позволит осуществить цифровой обмер голеностопа в анатомически правильном положении с учетом высоты приподнятости пяточной и носочной частей стопы и положения общего центра сил, что необходимо для правильного проектирования форморазмеров колодки по данным обмерам стопы. При предлагаемом способе контакт заказчика с персоналом сведен к минимуму.The proposed device of the anatomical bed will allow digital measurement of the ankle in the anatomically correct position, taking into account the elevation of the heel and forefoot of the foot and the position of the common center of forces, which is necessary for the correct design of the shoe sizes according to the foot measurements. With the proposed method, customer contact with staff is minimized.
Порядок выполнения действий во время реализации предлагаемого способаThe sequence of actions during the implementation of the proposed method
Заказчик устанавливает стопу в сканирующее устройство на анатомическое ложе, которое обеспечивает анатомически правильное положение голеностопа с учетом высоты приподнятости пяточной и носочной частей стопы и положения общего центра сил. Для корректного положения тела человека также имеется симметрично расположенное парное ложе, на которое устанавливается вторая стопа, что обеспечивает горизонтальную проекцию точки общего центра масс в среднем положении между парными ложами.The customer places the foot in the scanning device on the anatomical bed, which ensures the anatomically correct position of the ankle, taking into account the elevation of the heel and forefoot of the foot and the position of the common center of forces. For the correct position of the human body there is also a symmetrically located pair bed on which the second foot is mounted, which provides a horizontal projection of the point of the common center of mass in the middle position between the pair beds.
Положение общего центра сил определяется с помощью матрицы датчиков, вмонтированных в верхнюю поверхность ложа, или съемным набором датчиков, например в виде тензометрической стельки, показывающих с помощью периферического устройства нагрузку в различных зонах контакта ложа со стопой и рассчитывающих координаты точки приложения общего центра сил, что позволяет устанавливать тело испытуемого в анатомически правильное положение. Положение тела человека фиксируется в соответствующей анатомической позе.The position of the common center of forces is determined using a matrix of sensors mounted on the upper surface of the bed, or a removable set of sensors, for example, in the form of a tensometric insole, showing with a peripheral device the load in different zones of contact of the bed with the foot and calculating the coordinates of the point of application of the common center of forces, which allows you to set the body of the subject in anatomically correct position. The position of the human body is fixed in the corresponding anatomical position.
Далее производится сканирование стопы с учетом ее индивидуальных особенностей.Next, the foot is scanned taking into account its individual characteristics.
Таким образом, реализуется цифровой способ обмера голеностопа, содержащий операции: установка стоп обмеряемого человека на парные анатомические ложа, определение центра масс, коррекция положения человека в анатомически правильное положение для совпадения проекции точки общего центра масс с осью симметрии расположения лож с помощью тензодатчиков и периферического устройства.Thus, a digital method for measuring the ankle is implemented, containing the following operations: installing the feet of the person being measured on paired anatomical beds, determining the center of mass, correcting the position of the person in the anatomically correct position for the projection of the point of the common center of mass with the axis of symmetry of the location of the beds using strain gauges and a peripheral device .
Перечень чертежейList of drawings
На представленной фигуре 1 изображено устройство анатомического ложа с тензодатчиками: 1 - анатомическое ложе (левое) для цифрового обмера голеностопа; 2 - встроенные в ложе тензодатчики.The figure 1 shows the structure of the anatomical bed with strain gauges: 1 - anatomical bed (left) for digital measurement of the ankle; 2 - load cells built into the bed.
На представленной фигуре 2 изображено расположение анатомических лож при 3D-сканировании: 1 - анатомическое ложе (левое) для цифрового обмера голеностопа; 2 - встроенные в ложе тензодатчики; 3 - анатомическое ложе (правое) для цифрового обмера голеностопа; 4 - 3D-сканер; 5 - датчики 3D-сканера.The presented figure 2 shows the location of the anatomical box during 3D scanning: 1 - anatomical bed (left) for digital measurement of the ankle; 2 - load cells built into the bed; 3 - anatomical bed (right) for digital measurement of the ankle; 4 - 3D scanner; 5 - sensors of the 3D scanner.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
В изобретении предлагается применять при цифровом способе обмера голеностопа устройство анатомического ложа, ввиду явных преимуществ последнего, отмеченных выше.The invention proposes the use of an anatomical bed device in the digital method of measuring the ankle, in view of the obvious advantages of the latter, noted above.
Предлагаемое устройство анатомического ложа 1 (фиг. 1) с встроенными в ложе тензодатчиками 2, расположенными в его верхней рельефной поверхности, позволяет установить человека в анатомически правильное положение при различных углах подъема пяточной и носочной частей и определить центр сил тела испытуемого. Использование для сканирования голеностопа пары устройств анатомических лож, одно из которых левое 1 (фиг. 2) в момент сканирования расположено внутри сканирующего устройства 4, а второе правое 3 вне сканирующего устройства 4, обеспечивает симметричное положение стоп при цифровом обмере голеностопа. Сканирование осуществляется при помощи датчиков 3D-сканера 5 (фиг. 2), установленных в 3D-сканере 4 (фиг. 2).The proposed device of the anatomical bed 1 (Fig. 1) with built-in
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114633/12A RU2596517C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114633/12A RU2596517C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014114633A RU2014114633A (en) | 2015-10-20 |
RU2596517C2 true RU2596517C2 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=54326911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014114633/12A RU2596517C2 (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2596517C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693653C2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-07-03 | Игорь Александрович Головин | Method of shoes correction |
RU2765771C1 (en) * | 2021-07-02 | 2022-02-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method for creating a digital shoe last model that provides increased fitness in the area of the sides |
RU2771510C1 (en) * | 2021-07-02 | 2022-05-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Device for developing a shoe last that provides increased shoe fitless |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1509037A1 (en) * | 1987-12-08 | 1989-09-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Протезирования, Протезостроения, Экспертизы И Восстановления Трудоспособности Инвалидов | Method of producing negative model of sole area of the foot |
SU1701255A1 (en) * | 1989-05-16 | 1991-12-30 | Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности | Device for pressure gauging on base surface |
US6493958B1 (en) * | 1999-11-06 | 2002-12-17 | Amfit, Inc. | Method and apparatus for measuring foot geometry |
-
2014
- 2014-04-15 RU RU2014114633/12A patent/RU2596517C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1509037A1 (en) * | 1987-12-08 | 1989-09-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Протезирования, Протезостроения, Экспертизы И Восстановления Трудоспособности Инвалидов | Method of producing negative model of sole area of the foot |
SU1701255A1 (en) * | 1989-05-16 | 1991-12-30 | Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности | Device for pressure gauging on base surface |
US6493958B1 (en) * | 1999-11-06 | 2002-12-17 | Amfit, Inc. | Method and apparatus for measuring foot geometry |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693653C2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-07-03 | Игорь Александрович Головин | Method of shoes correction |
RU2765771C1 (en) * | 2021-07-02 | 2022-02-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method for creating a digital shoe last model that provides increased fitness in the area of the sides |
RU2771510C1 (en) * | 2021-07-02 | 2022-05-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Device for developing a shoe last that provides increased shoe fitless |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014114633A (en) | 2015-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7392559B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing custom orthotic footbeds | |
EP3817616B1 (en) | A method and a system for obtaining foot analysis data | |
CN101273808B (en) | Method and apparatus for determining a comfortable footbed shape | |
US7552494B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing custom orthotic footbeds that accommodate the effects of tibial torsion | |
WO2011028953A1 (en) | Method for determining relative mobility of regions of an object | |
Guldemond et al. | Casting methods and plantar pressure: effects of custom-made foot orthoses on dynamic plantar pressure distribution | |
Wan et al. | Validation of a 3D foot scanning system for evaluation of forefoot shape with elevated heels | |
CN105919217B (en) | A kind of plantar pressure sensing footwear and pressure detection method | |
RU2596517C2 (en) | Configuration of special anatomic stock for ankle digital measurement | |
US8192375B2 (en) | Apparatus and method for dynamically fitting insoles to a patient | |
Luximon et al. | Biomechanical evaluation of heel elevation on load transfer—experimental measurement and finite element analysis | |
SIMKIN | The dynamic vertical force distribution during level walking under normal and rheumatic feet | |
Houston et al. | Changes in male foot shape and size with weightbearing | |
CN105795602B (en) | The scan method of vola and sufficient type | |
Lee et al. | Is it important to position foot in subtalar joint neutral position during non–weight-bearing molding for foot orthoses? | |
RU2014114632A (en) | DIGITAL METHOD FOR MEASURING THE Ankle | |
CN112996408B (en) | Foot scanning system, method for determining three-dimensional shape of insole and method for producing insole | |
Varga et al. | Reliability of measuring morphology of the paediatric foot using the Artec Eva hand held scanner | |
Cuppens et al. | Using a texture analyser to objectively quantify foot orthoses | |
CN205671578U (en) | A kind of plantar pressure sensing footwear | |
Foulston et al. | Changes in plantar surface shape induced by corrective forefoot eversion | |
호원강 et al. | Comparative Analysis of Two Pedobarography Systems | |
Nicolopoulos et al. | Plantar Pressure Review using the FSCAN system | |
Abou-Ghaida | CNRS UMR 6082 FOTON, ENSSAT 6 rue de Kerampont, CS 80518, 22305 LANNION Cedex Hussein. Abou-ghaida@ enssat. fr, Serge. Mottet@ enssat. fr, Jean-Marc. Goujon@ enssat. fr | |
Abou Ghaida et al. | 3D Foot Shape Reconstruction from Plantar Pressure Cartographies |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160926 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171013 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200416 |