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一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-12-22
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-10-30
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-04-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-12-22
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201711404302.5 申请日 2017-12-22
公开/公告号 CN108007338B 公开/公告日 2022-04-22
授权日 2022-04-22 预估到期日 2037-12-22
申请年 2017年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 G01B7/28A43D1/02 主分类号 G01B7/28
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 6 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN101828797A、CN105495859A、CN105495858A、CN106377014A、CN1541584A、GB2305253A 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 温州大学激光与光电智能制造研究院 当前专利权人 温州大学激光与光电智能制造研究院
发明人 罗胜、徐玲杰 第一发明人 罗胜
地址 浙江省温州市龙湾区海洋科技创业园C1幢 邮编 325000
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省温州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
温州市品创专利商标代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
程春生
摘要
本发明提供一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置,包括主动液压缸支架、被动液压缸支架和辅助支架,所述的主动液压缸支架为空箱体,在空箱体的顶壁上中间设有开口,在开口处设有被动液压缸支架,在被动液压缸支架的一侧设有辅助支架,辅助支架的一横端架设在空箱体的开口上方,所述的被动液压缸支架为环形支架;还介绍了一种基于液压传动的接触式脚型动态测量方法,具体包括5个步骤。本发明的有益效果是由于底部的三个主动液压缸推杆位置会根据脚踩时的受力不同其位置有所不同,因此脚可以按行走时的姿势踩在三个主动液压缸推杆上,测量运动过程中的动态形状。
  • 摘要附图
    一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置
  • 说明书附图:图1
    一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置
  • 说明书附图:图2
    一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置
  • 说明书附图:图3
    一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-04-22 授权
2 2020-10-30 实质审查的生效 IPC(主分类): G01B 7/28 专利申请号: 201711404302.5 申请日: 2017.12.22
3 2018-05-08 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置,其特征在于:包括主动液压缸支架、
被动液压缸支架和辅助支架,所述的主动液压缸支架为空箱体,在空箱体的顶壁上中间设
有开口,在开口处设有被动液压缸支架,在被动液压缸支架的一侧设有辅助支架,辅助支架
的一横端架设在空箱体的开口上方,所述的被动液压缸支架为环形支架;
在主动液压缸支架内的底壁上为脚底面,在脚底面处设有三个主动液压缸,主动液压
缸通过推杆外侧的端面安装在主动液压缸支架上,所述的辅助支架的横端为脚顶面,在脚
顶面上设有四个脚顶被动液压缸,在被动液压缸支架包括脚前面、脚后面、脚左侧面和脚右
侧面,在脚前面上设有一脚前被动液压缸,在脚后面设有一脚后被动液压缸,在脚左侧面设
有三个脚左被动液压缸,在脚右侧面设有三个脚右被动液压缸;
三个主动液压缸、四个脚顶被动液压缸、一脚前被动液压缸、一脚后被动液压缸、三个
脚左被动液压缸和三个脚右被动液压缸的液压缸进出液口通过油路均连通在一起,且每个
液压缸的结构相同,液压缸的缸体均通过安装板固定在各自的支架上,液压缸的推杆上设
有弹簧,每个液压缸推杆上有滑变电阻器,滑变电阻器一个固定端和滑变电阻器另一个固
定端固定在液压缸的推杆的两端,滑变电阻器移动端固定在液压缸的推杆侧的端面上,辅
助支架的另一端竖架固定在空箱体顶壁上;
三个脚左被动液压缸与三个脚右被动液压缸对称设在脚左侧面、脚右侧面上;
弹簧的一端固定在安装板上,另一端设在推杆的活塞中点上;
每个液压缸均为单向液压缸;
包括三个主动液压缸、四个脚顶被动液压缸、一脚前被动液压缸、一脚后被动液压缸、
三个脚左被动液压缸和三个脚右被动液压缸在内的十五个液压缸的液压缸推杆活塞在空
置时无负载自由状态的X、Y、Z坐标分别为(‑5,‑7,79)、(‑21,‑41,56)、(‑27,‑99,27)、(94,‑
67,‑39)、(89,25,‑42)、(75,111,‑25)、(14,170,‑21)、(‑63,76,‑29)、(‑67,1,‑36)、(‑87,‑
97,‑40)、(‑42,‑195,‑45)、(‑26,‑153,25)、(8,88,‑11)、(‑34,‑86,‑11)、(36,‑78,‑11);
所述十五个液压缸的液压缸推杆活塞在加载测量的最常终止状态的X、Y、Z坐标分别
为:(1,20,22)、(‑10,‑10,2)、(‑22,‑58,‑22)、(31,‑56,‑33)、(30,19,‑20)、(17,84,‑15)、(8,106,‑16)、(‑2,76,‑12)、(‑11,‑20,‑16)、(‑25,‑80,‑40)、(‑37,‑132,‑33)、(‑26,‑
108,‑20)、(8,88,‑85)、(‑34,‑86,‑85)、(‑36,‑78,‑85)。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于脚型三维测量技术领域,尤其是涉及一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置。

背景技术

[0002] 测量脚型是鞋袜定制、步态分析、脚疾诊断等多种应用的关键技术。只有实时、动态地测量脚部形状,才能准确分析脚的运动过程。目前的测量脚型主要采用激光扫描、多视重建,或者在袜子上安装形变测量单元等方法,具有设备复杂、计算难度大,难以全周测量,也难以测量运动过程中的形状动态变化等缺点。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置及其测量方法,可实时、动态地测量脚部形状,也可测量运动过程中的形状变化,尤其适合用于鞋袜定制、步态分析、脚疾诊断等多种测量脚型时。
[0004] 本发明的技术方案是:一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置,包括主动液压缸支架、被动液压缸支架和辅助支架,所述的主动液压缸支架为空箱体,在空箱体的顶壁上中间设有开口,在开口处设有被动液压缸支架,在被动液压缸支架的一侧设有辅助支架,辅助支架的一横端架设在空箱体的开口上方,所述的被动液压缸支架为环形支架;
[0005] 在主动液压缸支架内的底壁上为脚底面,在脚底面处设有三个主动液压缸,主动液压缸通过推杆外侧的端面安装在主动液压缸支架上,所述的辅助支架的横端为脚顶面,在脚顶面上设有四个脚顶被动液压缸,在被动液压缸支架包括脚前面、脚后面、脚左侧面和脚右侧面,在脚前面上设有一脚前被动液压缸,在脚后面设有一脚后被动液压缸,在脚左侧面设有三个脚左被动液压缸,在脚右侧面设有三个脚右被动液压缸;
[0006] 三个主动液压缸、四个脚顶被动液压缸、一脚前被动液压缸、一脚后被动液压缸、三个脚左被动液压缸和三个脚右被动液压缸的液压缸进出液口通过油路均连通在一起,且每个液压缸的结构相同,液压缸的缸体均通过安装板固定在各自的支架上,液压缸的推杆上设有弹簧,每个液压缸推杆上有滑变电阻器,滑变电阻器一个固定端和滑变电阻器另一个固定端固定在液压缸的推杆的两端,滑变电阻器移动端固定在液压缸的推杆侧的端面上。
[0007] 优选地,辅助支架的另一端竖架固定在空箱体顶壁上。
[0008] 优选地,三个脚左被动液压缸与三个脚右被动液压缸对称设在脚左侧面、脚右侧面上。
[0009] 优选地,弹簧的一端固定在安装板上,另一端设在推杆的活塞中点上。
[0010] 优选地,每个液压缸均为单向液压缸。
[0011] 该装置在六个面上的15以上的单向液压缸组成。液压缸的推杆上都安装有滑变电阻器,测量推杆伸出量,就可以计算出活塞的终止位置,也就是脚的关键点位置,因此可以恢复出脚的三维形状。又由于底部的三个主动液压缸推杆位置会根据脚踩时的受力不同其位置有所不同,因此脚可以按行走时的姿势踩在三个主动液压缸推杆上,测量运动过程中的动态形状。
[0012] 一种基于液压传动的接触式脚型动态测量方法,包括以下步骤:
[0013] 步骤1)根据单向液压缸按直线运动,设其直线方程为:
[0014]
[0015] 步骤2)当单向液压缸活塞伸出量为L1时,活塞中点A坐标为(X1,Y1,Z1)[0016]
[0017] 步骤3)单向液压缸活塞伸出量为L2时,活塞中点A坐标为(X2,Y2,Z2)[0018]
[0019] 步骤4)标定时测量单向液压缸活塞的两个位置和相应伸出量,分别为位置(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2),伸出量L1=0、L2,那么a1…a6分别为
[0020]
[0021] 因此测量单向液压缸运动直线上的两个点(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2)及相应伸出量L1、L2,就可以标定单向液压缸的运动直线。
[0022] 步骤5)标定后,如果已知当前伸出量Lc,就可以知道当前活塞的空间位置(Xc,Yc,Zc)
[0023]
[0024] 如果有多个单向液压缸径向环绕目标四周、每个单向液压缸的活塞顶在目标表面,就可以根据每个活塞的空间位置计算出目标的三维形状。
[0025] 优选地,每个单向液压缸的油口连接在一起,确保每个活塞同步伸出、压力相等。
[0026] 本发明具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案,该装置在六个面上的15以上的单向液压缸组成。液压缸的推杆上都安装有滑变电阻器,测量推杆伸出量,就可以根据上述计算方法计算出活塞的终止位置,也就是脚的关键点位置,因此可以恢复出脚的三维形状。又由于底部的三个主动液压缸推杆位置会根据脚踩时的受力不同其位置有所不同,因此脚可以按行走时的姿势踩在三个主动液压缸推杆上,测量运动过程中的动态形状。

实施方案

[0042] 如图1‑2所示,基于液压传动的接触式脚型动态测量装置有两个状态:
[0043] 一个是空置时无负载自由状态,此时底部的三个主动液压缸推杆处于伸出状态,而被动液压缸处于全收缩的状态;
[0044] 一个是加载测量的终止状态,底部的三个主动液压缸推杆处于加压收缩状态,而被动液压缸处于伸出的状态。
[0045] 本发明的技术方案为一种基于液压传动的接触式脚型动态测量装置,包括主动液压缸支架9、被动液压缸支架8和辅助支架19,所述的主动液压缸支架9为空箱体,在空箱体的顶壁上中间设有开口,在开口处设有被动液压缸支架8,在被动液压缸支架8的一侧设有辅助支架19,辅助支架19的一横端架设在空箱体的开口上方,所述的被动液压缸支架8为环形支架,该装置包括脚底面、脚顶面和脚前面、脚后面、脚左侧面和脚右侧面,共同从这6面来测量脚型的动态形状;
[0046] 在主动液压缸支架9内的底壁上为脚底面,在脚底面处设有三个主动液压缸10、11、12,主动液压缸通过推杆外侧的端面安装在主动液压缸支架9上,所述的辅助支架19的横端为脚顶面,在脚顶面上设有四个脚顶被动液压缸1、2、3、18,在被动液压缸支架8包括脚前面、脚后面、脚左侧面和脚右侧面,在脚前面上设有一脚前被动液压缸17,在脚后面设有一脚后被动液压缸7,在脚左侧面设有三个脚左被动液压缸4、5、6,在脚右侧面设有三个脚右被动液压缸13、14、15;
[0047] 三个主动液压缸、四个脚顶被动液压缸、一脚前被动液压缸、一脚后被动液压缸、三个脚左被动液压缸和三个脚右被动液压缸的液压缸进出液口26通过油路16连通在一起,且每个液压缸25的结构相同,液压缸25的缸体均通过安装板24固定在各自的支架上,为了让每个液压缸25测量脚型后回退到空置时无负载自由状态,液压缸25的推杆上设有弹簧22,每个液压缸的推杆上附有滑变电阻器23,滑变电阻器一个固定端231和滑变电阻器另一个固定端234固定在液压缸25的推杆的两端,滑变电阻器移动端232固定在液压缸安装板24的端面上,与推杆上的滑变电阻器23在滑变电阻器接触点233接触,推杆伸缩时,滑变电阻器接触点233跟随滑动,在液压缸的安装板24端面上的滑变电阻器移动端232可以指出推杆的伸出量。
[0048] 本实施例中,辅助支架19的另一端竖架固定在空箱体顶壁上。
[0049] 本实施例中,三个脚左被动液压缸与三个脚右被动液压缸对称设在脚左侧面、脚右侧面上。
[0050] 本实施例中,弹簧22的一端固定在安装板24上,另一端设在推杆的活塞中点21上。
[0051] 本实施例中,每个液压缸均为单向液压缸。
[0052] 本实例的工作过程:基于液压传动的接触式脚型动态测量装置由装置在六个面上的15个液压缸组成。测量时,脚对准底部的三个大号液压缸踩下。由于所有的液压缸都连通在一起,因此踩下底部的三个液压缸时,其它的液压缸推杆都推出。由于尺寸和位置设计得当,每个液压缸的推杆都会顶在脚的合适位置上。液压缸的推杆上都安装有滑变电阻器,测量推杆的位置。因此在知道每个推杆位置后就能测量出脚的关键点尺寸,恢复出脚的三维形状。又由于底部的三个液压缸推杆位置会根据脚踩时的形状有所不同,脚可以按行走时的步态踩在三个液压缸推杆上,可以测量运动过程中变化的形状。
[0053] 一种基于液压传动的接触式脚型动态测量方法,包括以下步骤:
[0054] 步骤1)根据单向液压缸按直线运动,设其直线方程为:
[0055]
[0056] 步骤2)当单向液压缸活塞伸出量为L1时,活塞中点A坐标为(X1,Y1,Z1)[0057]
[0058] 步骤3)单向液压缸活塞伸出量为L2时,活塞中点A坐标为(X2,Y2,Z2)[0059]
[0060] 步骤4)标定时测量单向液压缸活塞的两个位置和相应伸出量,分别为位置(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2),伸出量L1=0、L2,那么a1…a6分别为
[0061]
[0062] 因此测量单向液压缸运动直线上的两个点(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2)及相应伸出量L1、L2,就可以标定单向液压缸的运动直线。
[0063] 步骤5)标定后,如果已知当前伸出量Lc,就可以知道当前活塞的空间位置(Xc,Yc,Zc)
[0064]
[0065] 如果有多个单向液压缸径向环绕目标四周、每个单向液压缸的活塞顶在目标表面,就可以根据每个活塞的空间位置计算出目标的三维形状。
[0066] 如果每个单向液压缸的油口连接在一起,那么可以保证每个活塞同步伸出、压力相等。
[0067] 为了保证各种大小、形状的脚都经过对各种脚型的统计分析,液压缸推杆活塞在空置时无负载自由状态和加载测量的最常终止状态的两个位置分别为(单位:毫米):
[0068]
[0069]
[0070] 以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

附图说明

[0027] 图1是本发明空置时无负载自由状态的示意图。
[0028] 图2是本发明加载测量的终止状态的示意图。
[0029] 图3是液压缸的结构示意图。
[0030] 1、2、3、18均为脚顶被动液压缸
[0031] 4、5、6均为脚左被动液压缸
[0032] 7、脚后被动液压缸     8、被动液压缸支架  9、主动液压缸支架[0033] 10、11、12均为主动液压缸
[0034] 13、14、15均为脚右被动液压缸
[0035] 16、管路              17、脚前被动液压缸 19、辅助支架
[0036] 21、活塞中点          22、弹簧           23、滑变电阻器
[0037] 24、安装板            25、液压缸         26、液压缸进出液口[0038] 231、滑变电阻器一个固定端
[0039] 232、滑变电阻器移动端
[0040] 233、滑变电阻器接触点
[0041] 234、滑变电阻器另一个固定端
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