（計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）皮鞋的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究.pdfVIP

皮鞋的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究 摘要 針對(duì)個(gè)體腳型特征，對(duì)個(gè)眭化鞋楦造型設(shè)計(jì)及皮鞋c a d 系統(tǒng)進(jìn)行了的應(yīng)用性基礎(chǔ)研究。 分析和討論了如何根據(jù)個(gè)體腳型設(shè)計(jì)和制造出符合個(gè)l 生化要求的鞋楦，提出r 個(gè)l 生化皮鞋 c a d 設(shè)計(jì)模式。主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果有： 1 ) 分析了腳型規(guī)律與鞋楦設(shè)計(jì)的關(guān)系規(guī)則，選擇標(biāo)定了六個(gè)關(guān)鍵洲立甩束描述個(gè)缽腳 型特征，利用三維非接觸激光掃描系統(tǒng)對(duì)在校大學(xué)生進(jìn)行了腳部立體掃描，提取了腳型特 征數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化鞋楦及皮鞋設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 2 ) 利用三維非接觸激光掃描系統(tǒng)獲取鞋楦測(cè)量數(shù)據(jù)，引入逆向工程技術(shù)，分析了鞋楦 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理及特征線構(gòu)建技術(shù)，提出了鞋楦3 d 自由曲面模型的快速重建方法，實(shí)現(xiàn)了鞋 楦設(shè)計(jì)的數(shù)字化。 3 ) 基于s o i i d w o r k s 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鞋楦曲面模型的三維顯示和參數(shù)化幾何造型設(shè)計(jì)。根據(jù) 腳型特征數(shù)據(jù)與鞋楦參數(shù)之間的關(guān)系規(guī)則，提出了符合個(gè)體腳型的個(gè)l 生化鞋楦造型設(shè)計(jì)方 法。 4 ) 通過v i s u a lc + 十6 0 工具，運(yùn)用d l l 技術(shù)、c o m 接口技術(shù)和d a o 數(shù)掘庫技術(shù)刈 s o i i d w o r k s 進(jìn)行二次開發(fā)，編寫了皮鞋c a d 軟件功能模塊，建立了具有w i n d o w s 睡 形用p 界面風(fēng)洛的皮鞋c a d 系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了鞋楦造型設(shè)計(jì)、鞋幫設(shè)計(jì)、鞋底造型設(shè)計(jì)和i 維款 式設(shè)計(jì)功能，以及三維效果顯示和交互式修改設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：腳型特征個(gè)l 壁北鞋楦皮鞋c a d 逆向工程曲面重建 瓤私腳僻委 機(jī) ： 字 算 字 簽 計(jì) 簽 師 ： 生 教 科究 導(dǎo) 學(xué) 研 指 l e a t h e rs h o e sc a d s y s t e m r e s e a r c h d i s c i p l i n e ：c o m p u t e r s o t t w a r ea n d t h e o r y s t u d e n t s i 一：謝認(rèn)徹 s r s i 一：j 沖汐 弓“優(yōu)。必紙 a b s t r a c t t ot h ei n d i v i d u a lf o o t - t y p ec h a r a c t 商s a c , t h ed j s s e r t a d o na d d r e s s e st h ei n d i v i d 刪l a s t s h a p e - d e s i g n i n ga n dl e a t h e rs h o e sc a ds y s t e m a c c o r d i n gt ot h ei n d i v i d u a lf o o t - t y p e ，h o wt o d e s i g n a n d p r o d u c e t h e l a s t w h i c h a c c o r d w i t h t h e i n d i v i d u a l i z e dr e q u e s t i sa n a l y z e d a n d d i s c u s s e d t h em o d eo f i n d i v i d u a l i z e dl e a t h e rs h o e sc a di sp u tf o r w a r d 1 km a i nc o n t r i b u t i o n sa r ef o l l o w s ： l 、1 1 1 er e l a t i o nr u l eo ft h ef o o t - t y p el a wa n dl a s td e s i g ni sa n a l y z e d f o rd e s c f i b m gt h e i n d i v i d u a lf o o t - t y p ec h a r a c t e f s f i c s i xp i e c e so fk e yp o s i t i o na l ec h o s e n n l e3 dn o n - c o n t a c t m e a s u r e m e n tl a s e r9 c 鋤朗s y s t e mi su t i l i z e dt os c a nt h ef e e to f u n i v e r s i t ys t u d e n t s ，t h ef o o t - t y 】p c c h a r a c t e f i 面cd a f ah a v ed r a w n , w h i c ho f f e r sb a s i so nw h i c hr e a l i z ei n d i v i d u a l i z e dl a s ta n dl e a t h e r s h o e st od e s i g n 2 、t h e3 dn o n - c o n t a c tm e a s u r e m e n tl a s e rs c a l l n e rs y s t e mi s 面1 i z e dt oo b t a i nt h el a s t m e a s u r e m e n td a t a , l e a d i n gr e v e r s ee n g i n e e r i n gi n t o ，i ti sa n a l y z e dt h a tl a s tc l o u dd a t ap r o c e s s i n g a n d c i m r a c t e f i s t i c l i n es t m c t u r e t e c h n o l o g y n l e f a s tr e c o n s t r u c t i o n m e t h o d o f t h e l a s t 3 d f r e e - f r o m s u r f a c em o d e li sp r o p o s e d , w h i c hr e a l i z e sf l a ed i g i t i z a t i o no f t h el a s td e s i g n 3 ) o nt h e b a s i s o fs o l i d w o r k s p l a t f o n n , t h e 3 dd i s p l a ya n d p a r a m e t e rg e o m e t r y s h a p e - d e s i g n i n go ft h el a s tc u r v e ds u r f a l ：em o d e la r er e a l i z e d ，a c c o r d i n gt o t h er e l a f o nr i d e b e t w e e n t h e f o o t - t y p ec s t i c d a t a a n d l a s t p m - a m e t e r , t h e i n d i v i d t m l i z e d l a s t m o d e l i n g d e s i g n m e t h o d a c c o r d i n g w i t h t h e i n d i v i d u a l f o o t - g , p e i s p r o p a s e d 4 ) t b ed l l , c o m i m e r f a c ea n dd a od a t a b a s et e c h n o l o g i e s 螄a p p l i e dt oc a r r yo i lt h e s o l i d w o r k ss e c o n d a r y d e v e l o p m e n t m r o u g h v i s u a lc 橢0t 0 0 1 n l el e a t h e rs h o e sc a ds o f t w a r e f u r f i o nm o d u l e sa r ec o m p i l e d ；t h el e a 吐1 c rs h o e sc a ds y s t e mw i t hu s e r si n t e r f a c es t y l eo f w i n d o w s f i g u r e i ss e t u p 1 1 1 ed e s i g n f t m 血o mi nl a s t 酬e s i g n i n g ，d e s i g n o f u p p e ro f l a s t , s o l e s h a p e - d e s i g n i n g a n dt h r e e - d i m e n s i o n a ls t y l ea l er e a l i z e db a s i c a l l y , a sw e l la s 山e3 dr e s u l td i s p l a y a n di n t e r a c t i v er e v i s e d d e s i g n k e yw o r d s ：f o o t - t y p ec h a r a c t e r i s t i c ；i n d i v i d u a l i z e d ；s h o el a s t ；l e a t h e r s h o e sc a d ； r e v e r s ee n g i n e e r i n g ；s u r f a c er e c o n s t r u c t i o n l 緒論 1 1 前言 1 緒論 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)( c a d ) 可定義為用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來輔助一個(gè)設(shè)計(jì)工作的產(chǎn)生、修改、分析 或優(yōu)化。計(jì)算機(jī)輔助制造( c a m ) 可定義為通過對(duì)工廠生產(chǎn)資源的直接或j 剛接的計(jì)算機(jī)接口聯(lián) 系，以達(dá)到用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)制造廠的作業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理和控制。 c m c a m 技術(shù)具有高智力、知識(shí)密集、更新速度陜、綜合i 生強(qiáng)、效益高、初始投入大 等特點(diǎn)。它是當(dāng)前國際e 科技領(lǐng)域的前沿課題，也是世界各國競(jìng)相大量投資的高技術(shù) 集成化制造系統(tǒng)( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，簡(jiǎn)稱c i m s ) 的核心技術(shù)基 礎(chǔ)之一。 在發(fā)達(dá)國家中，c a d c a m 技術(shù)己進(jìn)入普及階段，商品化軟件已趨于成熟，應(yīng)用普及 因而使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造和組織生成的傳統(tǒng)模式產(chǎn)生了深刻變革。它改變了工程技術(shù)人員的 工作方式，縮短了產(chǎn)品研制周期，顯著改善了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了開發(fā)新產(chǎn)品的成功率，打 破了傳統(tǒng)上的職業(yè)界限，它使密集陛的勞動(dòng)行業(yè)逐步被密集生的中心工廠所代替，小批量 產(chǎn)品生產(chǎn)能以大批量生產(chǎn)效率處理。目前，c a d c a m 技術(shù)在美、英、同、兩歐諸圍已經(jīng)形 成了一個(gè)推動(dòng)各行各業(yè)技術(shù)進(jìn)步的、能夠創(chuàng)造大量財(cái)富的、具有相當(dāng)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)部門 軟件產(chǎn)業(yè)。 c a d c a m 技術(shù)的重要性在于它推動(dòng)了幾乎切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命，c a d c m 技術(shù)的發(fā)展和 應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國家的科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之，。c a d c a m 技術(shù)從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、拼圖紙，組織整個(gè)生成過程的技術(shù)管理方式， 將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設(shè)計(jì)、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型 下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)打樣、分析計(jì)算、工藝計(jì)劃、工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、質(zhì)量控制、編 印產(chǎn)品維護(hù)手冊(cè)、組織備件訂貨供應(yīng)等等。在當(dāng)今這個(gè)高效率、高效益、高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí) 代，要想適應(yīng)瞬息萬變的市場(chǎng)需求，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代，就必須采用c a d c a m 技術(shù)。 1 2 c a d c n 技術(shù)在皮鞋制造業(yè)中的應(yīng)用 皮鞋是人們?nèi)粘Ｉ畋仨毱罚仁菨M足生理及運(yùn)動(dòng)需要的功能性實(shí)體，也是服飾美 的必要組成部分，對(duì)于保證人體健康和增迸美感有重要的意義。 從運(yùn)動(dòng)及生理的角度分析，皮鞋要能夠保證腳部健康。首先必須要“合腳”，也就是穿 起來舒眼，無夾腳、擠腳、頂腳、壓腳、拖跟等現(xiàn)象，靜態(tài)時(shí)無不適感覺。其次是運(yùn)動(dòng)生 理需要，要求皮鞋在行走中能夠滿足 、體運(yùn)動(dòng)生理的需要，無短時(shí)行走疲勞感覺與其他不 良感覺。此外，皮鞋還要求有良好的透氣性、保溫性或散熱性等等。 從服飾整體美感來講，皮鞋又是美的載體，體現(xiàn)著文化素養(yǎng)、審美觀念和經(jīng)濟(jì)實(shí)力水 平。一方面，不同款式和檔次的服裝配以相應(yīng)的皮鞋才會(huì)在整體上產(chǎn)生協(xié)調(diào)的美。另一方 面，皮鞋本身也具有統(tǒng)一的美感，比如頭勢(shì)尖、狹型的皮鞋，其后跟跟型宜細(xì)且彎，而頭 醒安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 勢(shì)方、圓的，其跟型宜粗且直。 隨著人民生活水平的提高，皮鞋的需求量越來越大，對(duì)皮鞋的要求也越來越高，人們 已經(jīng)不滿足于簡(jiǎn)單的穿著需要，對(duì)舒適性、運(yùn)動(dòng)功能| 生和款式的要求在不斷提高，皮鞋的 分類越來越細(xì)，款式變化越來越快。相應(yīng)地，能夠快速設(shè)計(jì)與生產(chǎn)既滿足舒適| 牛與運(yùn)動(dòng)功 能的需要，又滿足變化的審美要求的新款皮鞋，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為設(shè)計(jì)者 與生產(chǎn)者所希望達(dá)到的目標(biāo)“1 。緊隨c 馴c a m 技術(shù)的發(fā)展，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，將傳統(tǒng)的 制鞋經(jīng)驗(yàn)、方法和工藝構(gòu)成專家系統(tǒng)，應(yīng)用在幫樣設(shè)計(jì)、楦型設(shè)計(jì)、鞋底設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)卜， 已使傳統(tǒng)的皮鞋制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化”。 1 2 1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外的研究與應(yīng)用比較成熟，自1 9 7 6 年歐美第套制鞋c a d 系統(tǒng)問世以來，到1 9 8 1 年發(fā)展到三家鞋廠采用，而到1 9 8 6 年竟達(dá)五十多家采用c a d 系統(tǒng)，其普及率達(dá)4 0 ，到2 0 0 0 年普及率幾乎已達(dá)到1 0 0 。使用較為普遍的國外的c a d c a m 系統(tǒng)有”1 ： 1 ) 英國的c r i s p i n 及s h o e m a s t e r 系統(tǒng)。 2 ) 美國的m i c r o d y n a m i c s 系統(tǒng)。 3 ) 奧地利的p r oc a m 公司的2 d 3 d 系統(tǒng)。 限于篇幅及廠商提供的資料所限，就目前運(yùn)用較多的兩個(gè)系統(tǒng)作介紹： a o ris p n 系統(tǒng)是蝕仕恩公司目前在市面上使用最多的一套c a d c a m 系統(tǒng)，這是一 套用于鞋楦、底部和后跟的模具設(shè)計(jì)和制造的c a d c a m 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。它山九個(gè)工作站 組成，其中以放樣為中心，在三維方面著重于鞋面上的設(shè)計(jì)，楦頭設(shè)計(jì)方面f 在繼續(xù)發(fā)展。 c r i s p i n 系統(tǒng)數(shù)據(jù)由平面二維數(shù)位板輸入或由三維的s h o ed e s i g n 輸入，然后p a t t e r n e n g i n e e r i n g 可以進(jìn)行鞋面設(shè)計(jì)、紙版分片設(shè)計(jì)、技術(shù)繪圖、運(yùn)動(dòng)鞋大底設(shè)計(jì)，以及鞋面 和大底的級(jí)放。相關(guān)構(gòu)造線功能使設(shè)計(jì)的修改十分簡(jiǎn)單、迅速，并可從屏幕上看到實(shí)際的 效果。級(jí)放功能的靈活l 生使簡(jiǎn)單的級(jí)放可以有效的完成，最復(fù)雜的群組級(jí)放及混合級(jí)放也 非常容易執(zhí)行，所有級(jí)放可以在完成以后再重復(fù)檢查。而相關(guān)的數(shù)據(jù)可以輸出到其它 c r i s p i n 產(chǎn)品，送到繪圖機(jī)繪圖。 b s h o e m a s t e r 系統(tǒng)垣森行所代理的s h o e m a s t e r 系統(tǒng)，是由英國的克拉克公司開發(fā) 的。s h o e m a s t e r 系統(tǒng)的螢心是在楦頭，傳統(tǒng)的制鞋流程將許多的時(shí)間花費(fèi)在楦頭制作弓打 樣上，面對(duì)今日少量多樣的流行市場(chǎng)，如能在開發(fā)過程中利用s h o e m a s t e r 的功能輔助開發(fā) 工作，則可提早在計(jì)算機(jī)e 看到楦頭各種角度所呈現(xiàn)的形狀，并可在計(jì)算機(jī)上做楦形的修 改，設(shè)計(jì)師也可以在計(jì)算機(jī)匕預(yù)先看到打樣結(jié)果；如有不同材質(zhì)的設(shè)計(jì)，s h o e m a s t e r 則提 供了著色與材質(zhì)配合使用的強(qiáng)大功能。 s h o e m a s t e r 的鞋樣設(shè)計(jì)可分為二維及三維。三維的鞋樣設(shè)計(jì)在貼好美紋膠帶的楦頭或 塑料真空成型模上，設(shè)計(jì)師劃出心目中想要的造型線，再由點(diǎn)楦機(jī)輸入，造型線將同時(shí)顯 示在計(jì)算機(jī)屏幕上，輸入完成后，設(shè)計(jì)師可以再在三維或二維上修改，直到滿意為止。二 維的鞋樣設(shè)計(jì)就是在半面版上設(shè)計(jì)，可以先利用已分好的內(nèi)外腰的半面版做草圖的構(gòu)想， 再利用數(shù)字版輸入造型線，同樣，輸入之后設(shè)計(jì)師也可以再做設(shè)計(jì)修改。 1 22 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助鞋樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究始于上世紀(jì)8 0 年代中期，當(dāng)時(shí)比較著名的單位 2 西安1 ：業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 有，原輕工部制鞋科學(xué)研究所、重慶大學(xué)光機(jī)所、四川電子科技大學(xué)、上海皮朝i 開究所等。 其中，重慶大學(xué)1 9 9 0 年研究出的c s c i i 系統(tǒng)水平較高。該軟件首次在u n i x 系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了 基本的三維鞋幫造型設(shè)計(jì)功能，其曲面擬合、分割、真實(shí)感渲染算法都是白行研制完成的， 開創(chuàng)了國內(nèi)高端鞋業(yè)c a d 應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)先河，有很高學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值。 1 9 9 4 年原輕工部制鞋研究所推出首套基于w i n d o w s 平臺(tái)的制鞋c a d 系統(tǒng)，但沒有得到 大面積推廣。同年，溫州經(jīng)偉公司推出基于d o s 平臺(tái)的商用制鞋c a d 系統(tǒng)。1 9 9 6 年，北京 奧斯曼軟件公司在原鞋所系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出基于w i n d o w s 平臺(tái)的商業(yè)鞋樣c a d 系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要采用高精度掃描儀作為輸入設(shè)備，相比采用數(shù)字化儀的輸入方式，樣片輸入精 度有了大幅提高。1 9 9 8 年，奧斯曼公司推出n - 僻i r 4c a d 系統(tǒng)，該系統(tǒng)一經(jīng)推出，就贏 得了國內(nèi)眾多鞋企和鞋業(yè)學(xué)校的積極響應(yīng)。 隨后，國內(nèi)很多高校和科研單位也開始研究把c a d c a m 引入制鞋業(yè)”。四ii 大學(xué)光電 系研制的“l(fā) m a 1 0 0 鞋楦三維面形自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)”，可以獲得高精度的楦體三維數(shù)據(jù)，在 此基礎(chǔ)上又于1 9 9 9 年開發(fā)完成了基于w i n d o w s 9 5 平臺(tái)的幫樣輔助設(shè)計(jì)軟什，軟件的第版 已在實(shí)際中得到使用，并得到了一部分用戶的認(rèn)同。成都科技大學(xué)研制的“鞋樣c a d 系統(tǒng)” 用手工測(cè)量的方法獲取鞋楦特征部位的三維數(shù)據(jù)，用雙三次b 樣條曲面擬合逼近算法構(gòu)造 鞋楦表面，然后進(jìn)行展平、曲蹺處理。輕工業(yè)部研究所研制的“皮鞋c a d c a m 系統(tǒng)”解決 了用測(cè)楦數(shù)據(jù)控帶 i n 楦機(jī)的功能。重慶皮鞋工業(yè)科研所與重慶大學(xué)光電信息系、輕工部制 鞋研究所相繼研制的出三維s c a d - - 1 0 0 鞋幫c a d 系統(tǒng)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了鞋幫三維曲面展甲 處理和采用無接觸方式對(duì)鞋楦進(jìn)行測(cè)量等功能。 步入2 l 世紀(jì)后，國內(nèi)制鞋軟件行業(yè)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，制鞋c a d 軟件也深入到高端 的鞋樣2 d 3 d 設(shè)計(jì)、鞋底、鞋楦設(shè)計(jì)，優(yōu)化排料等領(lǐng)域。北京奧斯曼公司引進(jìn)美國最新的 三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，從底層開始研發(fā)。至今，已成功地開發(fā)出鞋楦展平、鞋幫取蹺處理、平面 參數(shù)化設(shè)計(jì)、鞋幫三維造型設(shè)計(jì)；鞋底、鞋楦參數(shù)化設(shè)計(jì)；優(yōu)化排料算料等核一c 模塊，并 f 在進(jìn)一步開發(fā)商業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)。新系統(tǒng)利用了國際上新的曲面造型技術(shù)，并融合了獨(dú)到 的計(jì)算機(jī)取蹺處理算法，軟件的綜合眭能，完全可與國外先進(jìn)系統(tǒng)媲美，在軟件的易用性 方面也將有大幅提升“。中國皮革和制鞋工業(yè)研究院所研制的鞋幫、鞋楦c a d c a m 系統(tǒng)， 較好地實(shí)現(xiàn)了鞋幫平面設(shè)計(jì)放碼、鞋幫三維設(shè)計(jì)和鞋楦三維設(shè)計(jì)主要功能“。浙江人學(xué) c a d & c g 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的s h o ec a d c a ms y s t e m - p o w e r s h o e 系統(tǒng)，使用d g p ( d i g i t a l g e o m e t r yp r o c e s s i n g ，數(shù)字幾何處理) 和c a g d 的新技術(shù)，開發(fā)了一套皮鞋c a d c a m 系統(tǒng) 并且解決了鞋楦的測(cè)量與展開，以及交互式的設(shè)計(jì)等幾個(gè)關(guān)鍵問題，能有效地利用現(xiàn)有的 設(shè)備生產(chǎn)皮鞋“。 綜合上述文獻(xiàn)資料可知，皮鞋制造業(yè)正面向設(shè)計(jì)無紙化、數(shù)據(jù)科學(xué)化和生產(chǎn)數(shù)字化方 向發(fā)展。 a 設(shè)計(jì)無紙化計(jì)算機(jī)能夠逼真地以1 ：1 的比例顯示皮鞋設(shè)計(jì)效果圖和鞋楦的效果 圖，生成楦體圖、效果圖、幫樣展平圖等以及修改設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)觀察等工作都叮在計(jì)算機(jī)卜 完成并實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳遞，這將使設(shè)計(jì)者無須繪制圖紙、制作實(shí)體模型或洋 品就能完成設(shè)計(jì)的全過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)無紙化。 b 數(shù)據(jù)科學(xué)化以鞋楦測(cè)量結(jié)果作為鞋楦造型的幾何描述數(shù)據(jù)，以解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)牛理 學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等學(xué)科的理論分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為皮鞋設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫、專家?guī)旎A(chǔ)，使繹 驗(yàn)規(guī)律和測(cè)試結(jié)果量化，再進(jìn)一步結(jié)合材料、有限元、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等相關(guān)學(xué)科的技術(shù)， 3 西安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)靜態(tài)與運(yùn)動(dòng)仿真模擬，使所設(shè)計(jì)的每種皮鞋都符合生理、運(yùn)動(dòng)等方面的 要求并具有設(shè)計(jì)者理想中的美感，真e 從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變到以大量科學(xué)合理的數(shù)據(jù)和分析方 法為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的量化存儲(chǔ)與傳遞。 c 生產(chǎn)數(shù)字化建立鞋楦幾何體的數(shù)學(xué)模型就可以相應(yīng)地得到曲面上的點(diǎn)和其他信 息，將這些信息傳遞給后置數(shù)控編程等模塊，可以進(jìn)行干涉校驗(yàn)、生產(chǎn)規(guī)劃并編制出相應(yīng) 的數(shù)控加工程序，從而實(shí)現(xiàn)鞋楦加工、幫樣展平剪裁數(shù)字化。 1 3 課題的提出和意義 隨著社會(huì)現(xiàn)代化程度和物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對(duì)自己所穿的皮鞋的舒適陛利 個(gè)| 生化的需求霸益增強(qiáng)，而現(xiàn)有的皮鞋c a d c a m 系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和制造中存在以下兩點(diǎn)需要解 決及完善的問題： 1 ) 對(duì)于某個(gè)體，工廠流水線生產(chǎn)的皮鞋不一定適合他的腳型。 2 ) 長期穿不符合個(gè)體腳型生理特點(diǎn)的皮鞋會(huì)影響腳骨的發(fā)育。 存在的困難是： 1 ) 皮鞋設(shè)計(jì)是以鞋楦( 母喲為依據(jù)，皮鞋造型、定型依賴于楦模的形體；而鞋楦的造 型是按人群的腳型規(guī)律和動(dòng)、靜態(tài)時(shí)的生理需求美化設(shè)計(jì)的，所以各種類型皮鞋的鞋楦不 會(huì)是一種款式規(guī)概而且不同國家和不同地區(qū)的鞋楦要按各國和各地區(qū)人群的腳型規(guī)律、流 行和習(xí)俗來設(shè)計(jì)，因此，基于母楦設(shè)計(jì)的皮鞋不一定適合某個(gè)個(gè)體的腳型，是必然存在的。 2 ) 腳型是制作楦型的依據(jù)，但腳型并不等于楦型。鞋楦的造型是根據(jù)腳刊的特點(diǎn)、尺 度及 、們對(duì)鞋的使用需要結(jié)合審美因素設(shè)計(jì)加工而成的，是對(duì)腳型的抽象和升華，而日鞋楦 是自由曲面體，傳統(tǒng)的解決方法是采用手工定做，但不適合現(xiàn)代化生產(chǎn)制造要求。 國外在這方面的研究與應(yīng)用比較成熟，如近年由法國克雷奧公司推出的“定做皮鞋系 統(tǒng)”，從在商店里進(jìn)行腳型測(cè)量開始到工廠定做出一雙皮鞋需要三天的時(shí)間“。 在國內(nèi)，從文獻(xiàn)資料看，僅有浙江大學(xué)c a d c g 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等聯(lián)合共同開發(fā)的“基 于人腳動(dòng)力學(xué)原理的個(gè)性化皮鞋c a d 軟件系統(tǒng)”，利用普通三維掃描儀獲取的人腳點(diǎn)云數(shù) 據(jù)，計(jì)算出腳長、跖圍、跗圍等重要參數(shù)，并重建出個(gè)l 蚍的人腳三維模型；然后根據(jù)人 腳數(shù)據(jù)對(duì)鞋楦進(jìn)行微調(diào)，并生成符合特定人腳數(shù)據(jù)的個(gè)性化鞋楦模型“。但是該系統(tǒng)需采 集5 0 左右個(gè)人腳點(diǎn)參數(shù)作為人腳建模的約束性條件，工作量和難度較大：而且沒有鞋楦 數(shù)字化模型創(chuàng)建過程的描述。 正是由于上述原因，為了適應(yīng)人們不斷增長的物質(zhì)需求，本課題提出了基于個(gè)體腳型 的個(gè)l 生化皮鞋c a d 系統(tǒng)的應(yīng)用性基礎(chǔ)研究。 本課題研究的意義在于使過去只有經(jīng)驗(yàn)豐富的老鞋匠才能手工定做出的皮鞋，如今借 助現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造方法同樣也可以方便決速地制作出來，并更能適合社會(huì)的 現(xiàn)代化發(fā)展，使更多的人可以穿上符合自己生理特點(diǎn)的皮鞋，滿足人們對(duì)皮鞋的舒遣| 生和 個(gè)性化需求。 1 4 課題的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 個(gè)性化皮鞋設(shè)計(jì)中最核心的問題是，如何根據(jù)個(gè)體腳型設(shè)計(jì)和制造出符合個(gè)| 生化要求 4 曲安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 的鞋檀。因?yàn)樾甘侵菩に囍衅ば钍降幕鶞?zhǔn)，是制鞋的基礎(chǔ)。只有在鞋楦滿足個(gè)肚化 需求的前提下，才有可能設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出對(duì)某個(gè)體而言是最合腳、最舒適的皮鞋“。 通過三維測(cè)量系統(tǒng)一方面獲取個(gè)體腳型的特征數(shù)據(jù)，一方面輸入盡可能豐富的參考母 楦，并把這些母楦參數(shù)化，則可按個(gè)體腳型的特征數(shù)據(jù)從楦型庫中搜索相似的母楦，提取 出其特征線、面等進(jìn)行重新構(gòu)型，或調(diào)整母楦參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)個(gè)勝化的鞋楦造型設(shè)計(jì)，以 及個(gè)性化皮鞋設(shè)計(jì)。 鑒于此，本課題將利用先進(jìn)的c a d 技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量技術(shù)和逆向工程技術(shù)進(jìn)行以 下方面地研究： 1 ) 根據(jù)腳型規(guī)律，提出個(gè)體腳型特征部位的標(biāo)定方法及選擇依據(jù)，利用j 維非接觸墩 光掃描儀對(duì)在校大學(xué)生進(jìn)行腳部立體掃描，獲取用來描述個(gè)體腳型的特征數(shù)據(jù)，為個(gè)陸化 鞋楦設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。 2 ) 根據(jù)課題睜點(diǎn)，按照逆向工程的要求，提出鞋楦點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理及特征線構(gòu)建技術(shù)和 方法，實(shí)現(xiàn)鞋楦3 d 自由曲面模型的快速重建，為鞋楦造型設(shè)計(jì)提供豐富的參考母楦。 3 ) 根據(jù)鞋楦自由曲面體特點(diǎn)，以v i s u a lc + + 6 0 為開發(fā)工具，基于s o l i d w o t k s 平臺(tái)進(jìn) 行面向個(gè)體的鞋楦實(shí)體參數(shù)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鞋楦曲面體三維顯示和參數(shù)化幾何造型設(shè)計(jì)。 4 ) 根據(jù)個(gè)體腳型特征數(shù)據(jù)對(duì)母楦曲面模型進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，提出符合個(gè)體腳型的個(gè)眭化 鞋楦設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)個(gè)l 生化皮鞋c a d 系統(tǒng)。 論文的整體框架如圖1 1 所示。 第一章緒論 第二章皮鞋設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第三章計(jì)算機(jī)輔助腳型測(cè)量 第五章s o li d w o r k s 一次開發(fā)技術(shù) 第四章鞋楦3 d 曲面模型逆向構(gòu)建和毆計(jì) 第六章皮鞋c a d 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn) 第七章結(jié)論與展望 圖1 i 論文框架圖 5 2 皮鞋設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2 皮鞋設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)是一門將人類物質(zhì)文明與精神文明融合中和的應(yīng)用學(xué)科，它不僅要求設(shè)計(jì)師有較 高的視覺敏感度和扎實(shí)的形象表達(dá)技能，眼手協(xié)調(diào)，還要通曉設(shè)計(jì)規(guī)則，而且還要求設(shè)計(jì) 師能對(duì)技術(shù)和藝術(shù)做出思考和研究，要能廣泛地將自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的知識(shí)加以應(yīng)用， 不斷創(chuàng)新“”。所以，本章將在皮鞋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上分析和討論皮鞋的設(shè)計(jì)理論和方法。 2 1 皮鞋設(shè)計(jì)及一般步驟 2 1 1 皮鞋與設(shè)計(jì) 皮鞋設(shè)計(jì)是以皮鞋為對(duì)象，考慮其各種機(jī)能、選擇素材、運(yùn)用一定技法來完成一雙或 一一系列皮鞋的形體，使設(shè)想實(shí)物化的創(chuàng)造陛行為。皮鞋設(shè)計(jì)是皮鞋機(jī)能、素材、技法i 者 的統(tǒng)一體，見圖2 1 。 圖2 1 皮鞋設(shè)計(jì)的三內(nèi)涵的具體內(nèi)容 21 2 皮鞋設(shè)計(jì)的一般步驟 皮鞋設(shè)計(jì)的內(nèi)容可分為三部分：一是造型設(shè)計(jì)，主要由鞋楦和跟型設(shè)計(jì)來完成：是 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括鞋幫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鞋底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有平面設(shè)計(jì)法和復(fù)樣設(shè)計(jì)法；三是工藝設(shè) 計(jì)，是要針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)出加工的流程。鞋體外形是由鞋楦的造型決定的，有了鞋楦， 才能著手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行幫樣設(shè)計(jì)、鞋面設(shè)計(jì)、內(nèi)底設(shè)計(jì)、外底設(shè)計(jì)、主跟和包頭設(shè)計(jì)。 皮鞋造型設(shè)計(jì)不是進(jìn)行簡(jiǎn)單的模仿或修改，應(yīng)該是設(shè)計(jì)師創(chuàng)造眭思維在皮鞋造型上的 體現(xiàn)，這樣一來，就要求皮鞋的造型設(shè)計(jì)要按照一定的設(shè)計(jì)程序去完成，皮鞋設(shè)計(jì)的程序 大致包括三部分：構(gòu)思、設(shè)計(jì)和修改，而這種皮鞋設(shè)計(jì)程序的細(xì)分便形成皮鞋設(shè)計(jì)相芋的 相應(yīng)步驟。一般認(rèn)為，皮鞋設(shè)計(jì)程序相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟如圖2 2 2 4 n 。 6 聽安工業(yè)學(xué)院碩十學(xué)位論文 圖22 構(gòu)思程序的相應(yīng)步驟 圖2 3 皮鞋設(shè)計(jì)的三內(nèi)涵的具體內(nèi)容 2 2 腳型與鞋楦 圖2 4 修改程序的相應(yīng)步驟 皮鞋設(shè)計(jì)是以鞋楦為依據(jù)，皮鞋造型、定型則依賴于楦模的形體；而鞋楦的造型設(shè)計(jì) 是按人的腳型規(guī)律和動(dòng)、靜態(tài)時(shí)的生理需求美化設(shè)計(jì)的，所以各種類型皮鞋的鞋楦f 罐；是 種款式規(guī)格。不同國家和不同地區(qū)的鞋楦要按各國和各地區(qū)人的腳型規(guī)律、流行鄱習(xí)俗 來設(shè)計(jì)，即所謂不能“削足適履”，因此各國各地區(qū)的鞋楦形體規(guī)格也有所區(qū)別。作為設(shè)計(jì) 人員必須了解腳型規(guī)律和楦型的有關(guān)知識(shí)，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，穿著舒適，造型美觀的 皮鞋。 2 2 1 鞋楦的基本結(jié)構(gòu)及術(shù)語 鞋楦是 、腳的模型，是一個(gè)空間自由曲面體，為了表達(dá)出鞋楦的空白j 結(jié)構(gòu)，一般有兩 組數(shù)據(jù)：一組為沿鞋楦底樣長度尺寸，稱為號(hào)；另組為沿底樣長縱剖面面積或周長( 圍度) ， 表示鞋楦的肥瘦，稱為型“枷。沿鞋楦底樣長度方向的關(guān)鍵點(diǎn)和主要尺寸如圖2 5 所示。 沿鞋楦全長縱剖的三個(gè)圍度，如圖2 6 所示。 7 西安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 a 一楦底前端：b 一腳趾端點(diǎn)：c 一前掌著地點(diǎn)；d 一楦底后端點(diǎn)；e 一后2 r 突點(diǎn)：f 一統(tǒng)口i | 亓小 g 一統(tǒng)口前點(diǎn)；l 1 一楦斜長；l 2 一楦底樣長；l 3 一楦底長；l 4 一楦全長：b 一棺頭厚： h 3 一后身高；h 2 一后蹺高；h l 一前蹺高；g f 一楦統(tǒng)口長；h i 一楦統(tǒng)口寬 圖2 5 鞋楦尺寸測(cè)量示意圖 l 5 - - 楦跖圍；l 6 一檀跗圍；l 7 一楦兜跟圍 圖26 鞋楦圍度的垂直距離 2 2 2 腳型與楦型的關(guān)系 腳型是制作植型的依據(jù)，但腳型并不等于楦型。鞋楦的造型是根據(jù)腳型的特點(diǎn)、尺度 及人們對(duì)鞋的使用需要結(jié)合審美因素設(shè)計(jì)加工而成的，是對(duì)腳型的抽象和升華。兇此，我 們必須了解腳型與楦型的關(guān)系，下面根據(jù)腳的幾個(gè)主要部位分述腳型與楦型之間的關(guān)系。 a 腳長與楦長腳長是制訂鞋號(hào)的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)鞋楦底長的依據(jù)，但是無論哪種 結(jié)構(gòu)和式樣的鞋楦，它的底長都必須大于腳長。這是因?yàn)椋?第一，腳的長度往往受氣候、季節(jié)和從事勞動(dòng)強(qiáng)度的不同而有所變化。同一雙腳，如 在冬季測(cè)量時(shí)的長度為2 4 8 t m ，而在夏季測(cè)量時(shí)可增加到2 5 2 n t n 左右。當(dāng)人們?cè)趶氖轮伢w 力勞動(dòng)或長時(shí)間行走時(shí)，足弓韌帶會(huì)被拉長，引起足縱弓下塌，因此也會(huì)引起腳長的變化。 第二，人在行走時(shí)，腳在鞋內(nèi)必須要有一定的活動(dòng)余地，因?yàn)槿嗽谛凶邥r(shí)，腳在鞋內(nèi) 彎曲伸長，當(dāng)抬起腳跟起步時(shí)，前掌就彎曲成弧形，鞋底處外弧，腳處內(nèi)弧。這一移動(dòng)范 8 西安i 業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 圍般為5 m m 1 0 柵。 第三，為了鞋樣變化的需要，鞋的頭部往往要有一定的加放長度。一般表現(xiàn)為：鞋的 頭尖越狹瘦或越扁，楦的底長比腳的長度增加量就越大，反之，它的增長量就相應(yīng)減少。 因此，鞋楦底長與腳長的關(guān)系為( 見圖2 7 ) ： 楦底長= 腳長+ 放余量一后容差( 2 1 ) l 一植底樣長；2 一后容差；3 一放余每；4 一腳長；5 一植底& 圖2 7 腳長與楦長的關(guān)系圖 可見，我們?cè)诖_定鞋楦的底長時(shí)，為了保證腳趾在鞋內(nèi)有足夠的活動(dòng)空間，【捌而應(yīng)加 一定的放余量。鞋楦的后跟應(yīng)有適當(dāng)?shù)赝苟? 后容差) 與腳后跟部的弧度相適應(yīng)，這樣i 使 鞋能包跟，使人行動(dòng)時(shí)合腳，避免出現(xiàn)拖跟、塌跟和坐跟等毛病。一般皮鞋楦的后容差約 為圍長的2 。 b 腳圍長與楦圍長的關(guān)系圍長是肥瘦的依據(jù)，鞋楦的肥瘦依據(jù)是按腳的圍長而定 的，一般規(guī)律是腳的圍長不等于楦的圍長。確定鞋楦的肥瘦，主要根據(jù)腳的跖圍和跗圍兩 大部位來定。 ( 1 ) 跖圍腳跖圍是走路時(shí)發(fā)生彎曲的關(guān)鍵部位，如果楦跖圍尺寸不當(dāng)，不儀穿著不 舒服，影響身體健康，而且對(duì)鞋的跖圍部位帶來早期破損，楦跖圍確定的依據(jù)，除了肚晰 圍之外，還與鞋樣有關(guān)。如：素頭、三接頭式鞋的楦跖圍需比腳跖圍小3 5 m m ，這樣鞋的跖 圍部位卡住跖關(guān)節(jié)，維護(hù)腳趾不至前沖頂痛。 ( 2 ) 跗圍跗圍指腳心、腳背的圍長。倘若鞋楦跗圍太小，成鞋會(huì)擠壓腳背：太大， 成鞋后不跟腳，行走時(shí)容易脫落。跗圍在腳型規(guī)律中一般比跖圍大l m ?？墒侵崎? ；能按 此比例做，楦跗圍大小不論什么式樣都必須大于腳跗圍，一般可大2 一6 m 。 對(duì)于兜圍，一般規(guī)律為楦兜圍須大于腳兜圍，便于活動(dòng)和穿脫。 c 腳型寬度與楦型寬度的關(guān)系鞋楦的寬度不等于人腳的寬度，如圖2 8 所示。 寬度，是指鞋楦底樣各部位的寬度，楦底樣寬度以腳的寬度為依據(jù)，腳的寬度有兩個(gè)， 即輪廓寬和腳印寬。其次，這兩個(gè)寬都不能作真正的楦底樣寬。腳印寬是勝憾掌最高點(diǎn)部 分的著地輪廓范圍，而尚未到邊，當(dāng)然也不能作楦底樣寬。經(jīng)驗(yàn)證明，除了前后兩端( 后容 差、放余量) 需要縮放之外，其余部位均需取其輪廓寬和腳印寬之間的1 2 點(diǎn)為底樣寬。與 人腳寬度的關(guān)系是楦底盤各部位寬度必須在腳印與輪廓線之間，各邊距的數(shù)值應(yīng)根據(jù)造型 9 西安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 圖2 8 鞋楦寬度與人腳寬度的關(guān)系 設(shè)計(jì)的諸因素取最佳值確定基本寬度。寬度過窄，成鞋夾腳，過寬則“太曠”日不經(jīng)濟(jì)。 經(jīng)驗(yàn)證明，除了前后兩端( 后容差、放余量) 需要縮放之外，其余部位均需取其輪廓寬和腳 印寬之間的1 2 點(diǎn)為底樣寬。 腳型硬窩里段肉體呈拱形向上過渡，而腳底面很窄，外踝面的活動(dòng)量較小。該部位曲 線圓滑，曲面猶如半個(gè)球面的一半。 腳踵心寬度略小于楦踵心寬度以確保人在直立和勞動(dòng)時(shí)受負(fù)荷變形的容量。 d 鞋揎的前翹一頭向上f 印起，叫做翹。腳趾前端邊緣同樣屬弧形，且偏j 印。這是 鞋楦需有前翹的因素之一。同時(shí)，在人腳不負(fù)重懸空的狀態(tài)下，整個(gè)腳趾自然向上仰起。 這一翹度與腳底平面成一角度為自然翹度，據(jù)觀測(cè)約為1 5 度，這是確定鞋楦6 u 翹的豐要依 據(jù)。除自然翹之外，還有前學(xué)凸度，后跟高度與楦前翹亦密切相關(guān)。般皮鞋楦的前翹高 度，男楦為1 8 m 2 帆n ，女楦為1 5 m 1 8 呦較為適宜。 2 3 鞋楦的部位點(diǎn)標(biāo)定 楦體是由三部分組成的：相對(duì)于腳彎或腳腕部位，鞋楦橫向截面是扁長形的，叫做鞋 楦的統(tǒng)口；相對(duì)于腳面、腳背和腳后跟的側(cè)面部位，形似腳罩的整個(gè)曲面，叫做鞋楦的楦 面；相對(duì)于腳底板的鞋楦底部曲面，叫做鞋楦的楦底。 鞋楦上部位點(diǎn)的標(biāo)定是設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)鞋楦體的依據(jù)，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中被廣泛采 用。在以形狀數(shù)學(xué)為工具的幾何描述中，它提供了合理劃分截面的依據(jù)，如何處理好通過 這些部位點(diǎn)的截面曲線進(jìn)而處理曲面問題是至關(guān)重要的“”1 。 a 鞋徨體t 特定的點(diǎn)線鞋楦的統(tǒng)口與楦面相交，構(gòu)成一條空問性質(zhì)的封閉曲線，叫 做統(tǒng)口邊沿線，這條曲線的中間是長條形的，前后兩端成圓弧形。 鞋楦的楦面與楦底相交，形成的一條空間曲線，叫做楦底邊沿曲線，其形態(tài)比較復(fù)雜， 它的前后兩端近似圓弧線，外陌中部屬偏直一些的緩坡曲線，內(nèi)懷中部是與腳底彎近似的 自由曲線。 在鞋楦后身端正的條件下，通過楦底前后兩端圓弧曲線和統(tǒng)口日u 后兩端邊沿曲線中點(diǎn) 的平面，從正中將鞋楦分成內(nèi)、外兩部分，分別叫做內(nèi)懷和外懷。鞋楦體與這個(gè)平面的 相交處，構(gòu)成一條平面曲線，由這條封閉曲線圍成的圖形，叫做鞋楦縱剖圖。這個(gè)縱剖圖 所在的平面，叫做鞋楦的縱剖面。 在鞋楦的縱剖面上，鞋楦底邊沿前后兩圓弧中點(diǎn)，分別叫做楦底前端點(diǎn)和楦底后端點(diǎn)， 這兩點(diǎn)之間的連線，在楦底面上，從垂直于楦底的方向看是直線，垂直于縱剖面方向看是 1 0 西安t 業(yè)學(xué)院碩+ 學(xué)位論文 一條曲線，叫做檀底軸線，鞋楦統(tǒng)口與鞋楦縱剖面的交點(diǎn)，分別叫做統(tǒng)口前點(diǎn)和統(tǒng)口后點(diǎn)， 它們之問的連線位于鞋楦統(tǒng)口中間，叫做統(tǒng)口線。楦底前端點(diǎn)與統(tǒng)口前端點(diǎn)之間的連線叫 做背中線，位于楦面前部正中間，從俯視的角度看是一條直線，在縱剖面上是條曲線。 楦底后端點(diǎn)與統(tǒng)口后點(diǎn)之間的連線，叫做后弧線，位于楦面后身的正中，由后向前或俯視 的方向看是一條直線，在剖面上它是一條曲線。 b 鞋楦體e 對(duì)應(yīng)人腳的特征點(diǎn)楦體上沒有什么明顯的特征點(diǎn)，但是楦體的設(shè)引與造 型卻是按照腳的特征、生理結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)清況和工藝要求進(jìn)行的。因此有必要在鞋楦上根據(jù) 腳的特征部位標(biāo)定出各種特征點(diǎn)。 2 4 鞋楦設(shè)計(jì)依據(jù)與基本規(guī)律 2 4 i 鞋楦的設(shè)計(jì)依據(jù)腳型規(guī)律 掌握腳型規(guī)律，不僅是制鞋的重要依據(jù)，而且也是楦型設(shè)計(jì)和制訂鞋、型號(hào)的重要依 據(jù)“9 。因此，掌握腳型規(guī)律( 見表2 2 和表2 ：3 ) 是掌握整個(gè)制鞋技術(shù)的- - z 基礎(chǔ)知識(shí)。 鞋楦上的部位點(diǎn)絕大多數(shù)位于楦底軸線上，只有個(gè)別點(diǎn)在后弧線t ：，般以檀氐后端 為起點(diǎn)，由后向前和從下往目i 頂次讀出各部位數(shù)據(jù)即可。各個(gè)部位數(shù)據(jù)的來源和規(guī)律如f ： 楦面上各部位數(shù)據(jù)來源于腳型規(guī)律。 腳長與腳的特征部位長之間關(guān)系可以用長度部位系數(shù)來表示。長度部位系數(shù)是指各個(gè) 特征部位在底中線上的長度與腳長的百分比數(shù)，即： 腳的長度部位系數(shù)= 腳特征部位長度腳長x1 0 0 ( 2 2 ) j 目過對(duì)大量腳型測(cè)量數(shù)進(jìn)行分析，最后得到一組有規(guī)律的數(shù)值( 見表2 2 ) 。對(duì)于某 具體的腳來說，它的長度系數(shù)不一定和規(guī)律值相等，也可能會(huì)有某幾項(xiàng)與規(guī)律值相同，但 測(cè)的數(shù)值總體上不會(huì)有太大出入。按規(guī)律值設(shè)計(jì)的腳型是種理想化的標(biāo)準(zhǔn)腳，從整體上 看，長度系數(shù)規(guī)律值代表了中國人腳型特點(diǎn)。 根據(jù)我國鞋號(hào)的制訂原則和鞋楦設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可知，楦底上各個(gè)部位數(shù)據(jù)計(jì)算方法： 某部位的長j 睦 腳長該長度部位系數(shù)一后容差( 2 3 ) 公式中腳長一股指中等腳長，即成年男子是2 5 0 r m ，成年女子是2 3 0 r n n 。根據(jù)文獻(xiàn)的說 明，中等鞋號(hào)的鞋楦，不論樣式和檀底樣長度怎樣變化，只要同屬一類，后容差的數(shù)據(jù)不 變，那么它們各對(duì)應(yīng)部位的數(shù)據(jù)是相同的( 見表2 3 ) 。 2 4 2 鞋楦設(shè)計(jì)基本規(guī)律 作為人腳的模型，鞋楦變化必須隨人腳的變化而變化，在長期的設(shè)計(jì)實(shí)踐中所總結(jié)出 的鞋楦變化規(guī)律具體來說有以下幾點(diǎn)： 楦體后身幾乎不變，或者說隨人體解剖生理變化緩凰變化的焦點(diǎn)主要集中在頭 勢(shì)和后蹺高( 后跟高) ：楦型變化的主導(dǎo)因素是楦底樣。 雖然嚴(yán)格地追究起來，鞋楦某部分變化勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致其他部位的變化，但根據(jù)實(shí)踐中 總結(jié)出來的規(guī)律和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，后身標(biāo)準(zhǔn)化的主張是極其合理并有科學(xué)依據(jù)的。 綜觀鞋的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)頭勢(shì)的變化配合跟底的變化是主流。頭勢(shì)的形狀是鞋造型 西安一r 業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 設(shè)計(jì)個(gè)性表現(xiàn)之所在，也常是流行款式特色的表征。其基本造型有以下六種( 圖2 9 ) 表2 - 2 全國成年男女腳型規(guī)律表( 部分) 部位系數(shù)( 腳長)男2 5 號(hào)腳數(shù)值女2 3 號(hào)腳數(shù)債 腳長部位 1 0 02 5 02 3 0 拇趾外突點(diǎn)部位 9 02 2 52 0 7 小趾端點(diǎn)部位8 25 2 0 6 2 51 8 9 7 5 小趾外突點(diǎn)部位 7 81 9 51 7 9 4 第一跖趾關(guān)節(jié)點(diǎn)部位7 2 ，51 8 1 2 51 6 67 5 第五跖趾關(guān)節(jié)點(diǎn)部位 6 3 51 5 8 7 51 4 60 5 前跗骨突點(diǎn) 5 5 31 3 8 2 51 2 7 1 9 外腰窩部位 4 11 0 2 59 4 3 舟上彎點(diǎn)部位 3 859 6 2 58 8 5 5 外踝骨中心音口位 2 2 55 6 2 55 1 7 6 畫凸部位1 84 54 14 后跟邊距 41 09 2 前掌凸度點(diǎn)部位 6 8 81 7 215 8 2 4 表2 - 3 兒童及成年男女腳型尺寸系列( 單位：m ) 肥瘦型肥瘦型 鞋號(hào)腳長鞋號(hào)腳長 ( 二型) 跖圍( 二二型) 跖圍 1 31 3 01 5 22 02 0 02 0 l 1 3 51 3 51 5 5 52 0 52 0 52 0 45 1 41 4 01 5 92 12 1 02 0 8 1 451 4 51 6 2 52 1 52 1 52 5 1 51 5 01 6 62 22 2 02 1 5 1 5 51 5 51 6 9 52 2 52 2 52 1 8 5 1 61 6 01 7 32 32 3 02 2 2 1 6 51 6 51 7 6 52 3 52 3 52 2 5 5 1 71 7 01 8 02 4 2 4 02 3 ( 1 7 51 7 51 8 3 52 452 4 52 3 2 5 1 81 8 01 8 72 52 5 02 3 6 1 8 51 8 51 9 0 52 5 5 2 5 52 3 9 5 1 91 9 01 9 42 6 2 6 02 4 3 1 9 51 9 51 9 7 52 6 5 2 6 52 4 65 1 長度號(hào)差：號(hào)差為1 嘶m ：半號(hào)差為5 m 2 跖圍號(hào)差：號(hào)差為7 ；半號(hào)差為3 5 備注 3 型差：型差為7 ：半型差為3 5 鞋號(hào)( g b t3 2 9 3 1 1 9 9 8 ) 1 2 兩安工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 八八門八八八 大方頭小方頭偏頭大圓頭小圓頭尖頭 圖2 9 頭勢(shì)造型的基本形式 鞋楦造型規(guī)律m 體工程學(xué)考慮，并不是按照一個(gè)模式來做，設(shè)計(jì)人員在靈活運(yùn)用造 型手段表現(xiàn)個(gè)眭和意象外，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 前蹺高度；頭勢(shì)厚度；前掌凸度：底心凹度；踵心凸度：后跟凸度； 后身高度；統(tǒng)口寬度。 2 5 鞋楦的主要功能 鞋植是制鞋工藝中皮鞋款式的基準(zhǔn)，是制鞋的基礎(chǔ)。皮鞋款式的變化直接依賴于鞋楦 的造型設(shè)計(jì)，并且鞋楦的質(zhì)量直接影響鞋的質(zhì)量。在整個(gè)制鞋業(yè)中鞋楦的功能豐要表現(xiàn)在 以下三個(gè)方面： a 鞋楦是皮鞋幫樣設(shè)計(jì)的依據(jù)迄今為止，人們所見到的皮鞋幫樣設(shè)計(jì)方法，還沒有 不依靠鞋楦的具體造型而憑空想象來設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)皮鞋幫樣時(shí)無淪是使用平面 設(shè)計(jì)方法、立體設(shè)計(jì)方法、還是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，都必須依據(jù)鞋楦的具體造型進(jìn)行設(shè) 計(jì)。 b 皮鞋揎是皮鞋底部件和鞋的成型模具設(shè)計(jì)的依據(jù)皮鞋底部件包括內(nèi)底、半內(nèi)底、 外底、鞋跟、主跟和內(nèi)包頭等。皮鞋成型模具包括模壓皮鞋模具、硫化皮鞋模具、注塑皮 鞋模具、膠粘皮鞋模具、內(nèi)底壓型模具、主跟壓型模具和鞋跟注塑模具等。它們的設(shè)計(jì)都 是依據(jù)楦體的具體造型數(shù)據(jù)而進(jìn)行的。 c 皮鞋徨是 5 0 作皮鞋和固定皮鞋造型的依據(jù)在皮鞋的生產(chǎn)過程中，無論是手工繃楦 還是機(jī)器繃楦，皮鞋都必須經(jīng)過一段時(shí)間的干燥，才能出楦。在皮鞋的干燥過程中，由于 有了皮鞋楦在鞋腔內(nèi)的支撐，皮鞋的造型才能堅(jiān)固。在整個(gè)制鞋設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，鞋楦體的 造型決定了鞋的式樣和型號(hào)，鞋的花色品種和款式的翻新也是基于鞋楦來設(shè)計(jì)的，根據(jù)現(xiàn) 代制鞋工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的要求，不論鞋的種類和式樣，在加工過程中都必須使用鞋楦成型。 可以說鞋楦是鞋的母體，各類鞋都脫胎于鞋楦。因此鞋楦的結(jié)構(gòu)和造型設(shè)計(jì)及加工的j f 確 與否，會(huì)直接影響鞋的定型及穿著的舒適和美觀。用造型優(yōu)美的鞋楦制造的皮鞋穿著起來 既能美化人們的生活，又能增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。如果楦型設(shè)計(jì)不合理或定型加工不正確，就 會(huì)破壞鞋的原始式樣，甚至還會(huì)給鞋的加工造成困難。如果人們長期穿著用不合理鞋楦制 成的鞋，會(huì)使腳逐漸變成畸形，最終造成腳疾。 由此可見，鞋楦造型設(shè)計(jì)及生產(chǎn)是制鞋業(yè)的關(guān)鍵工藝，它既是各種款式鞋產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 依據(jù)，又是鞋在加工過程中的支撐體，其地位在制鞋過程中無可替代。因此，用計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段取代落后的手工設(shè)計(jì)方式在制鞋業(yè)中是十分必要的。1 。 1