[发明专利]基于测压平板的三维曲面测量装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种测量三维曲面的装置，尤其是针对足底三维几何形状的曲面测量装置。

背景技术

目前，公知的测量足底三维几何形状的方法是用脚踩在长方体块状可压碎泡沫上，留下脚印，再在该脚印里浇铸石膏，形成脚的石膏模型，再用三维威力手(microscribe)采集该模型脚底多个点的三维坐标，以获得曲面形状。这种方法的缺点是：1)费用高，长方体块状可压碎泡沫每块只能用一次，不能重复使用，2)速度慢，石膏模型硬化需要大约20个小时，技术员用威力手采集大约300个点的三维坐标需要大约20分钟时间。

发明内容

为了客服现有足底三维形状测量方法的费用高和速度慢的缺点，本发明提供一种三维曲面测量装置，该装置可以直接测量足底三维形状，而无需经过块状可压碎泡沫留下脚印，浇铸石膏模型，用威力手采集等中间环节。所测得的信息是数字化的，可以直接用电脑存储并通过网络进行传输。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：建造一个组合棒(塑料棒+弹簧+塑料棒)阵列，大约30X10厘米²，每跟组合棒所占面积0.5x0.5厘米².每根组合棒封装在直径略大于组合棒的圆直管中，组合棒可以上下独立运动。管子封装在两块平行塑料板之间，组合棒的上下两端盖上小圆帽，这样上下放置任何一根组合棒都不会从管子里滑出。这样一个阵列，放到测压平板上，经标定位置，每个棒底部小帽恰好位于一个压力传感器上面。组合棒上部伸出上面塑料板的距离为5厘米，中间弹簧伸缩距离要求大于5厘米。弹性系数由所用测压平板的精度及敏感性决定。比如测压平板的精度和敏感度均为1千帕，则弹簧弹性系数可以根据一下步骤算出。我们拟达到毫米级精度，则可以让1毫米弹簧压缩对应1千帕压强，面积为S＝0.25cm²，压力为Sx压强＝0.025N.在测量脚底形状时，设300个组合棒，平均压缩2厘米，则总体所需压力为0.025x20x300＝150N。这样根据组合棒阵列下面所测量的压力分布，即可反算出每个组合棒被压缩的距离，从而得出三维几何曲面的形状。

本发明的有益效果是，可以快速测量足底三维曲面形状，测量设备利用已有设备(足底压力测量平板)，使其发挥新的作用。整体装置结构简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理图。

图2是用该装置测量三维曲面形状的示意图。

图中1.测压平板，2.弹簧，3.圆直管，4.平行板，5.底部小帽，6.塑料棒，7.顶部小帽。

具体实施方式

在图1中，塑料棒(6)一部分与弹簧(2)被平行板(4)封在圆直管(3)中。顶部小帽(7)与底部小帽(5)分别与上下塑料棒两端(6)相连。测量时其中每个底部小帽要求恰好位于测压平板(1)的1个压力传感器上。

在图2所示实施例中，顶部小帽(7)被压，中间弹簧(2)变形，压力通过塑料棒与底部小帽(5)被测压平板(1)记录。根据弹簧弹性系数与测压平板记录的压力值，即可计算出待测三维曲面的形状。