(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111426150.5 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 申请人 天津大学浙江国际创新设计与智造 研究院 (72)发明人 顾佩华　张弘烨　王凯峰　邓斌　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 代理人 张建中 (51)Int.Cl. A43B 7/1455(2022.01) A43B 7/1464(2022.01) A43B 7/149(2022.01)A43B 3/44(2022.01) A43B 3/48(2022.01) A43B 13/14(2006.01) A43B 17/00(2006.01) A61B 5/103(2006.01) A61B 5/107(2006.01) A61B 5/11(2006.01) A61B 5/00(2006.01) A61H 39/04(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于优化足底压力的多功能鞋及其制 造方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于优化足底压力的多 功能鞋， 包括鞋底， 还包括： 位于鞋底上面的鞋底 变形装置， 以及位于鞋底变形装置上面的定制鞋 垫； 定制鞋垫用于承受足部压力， 其上表面为曲 面， 其按照人体足底压力分布及足底形状制作； 鞋底变形装置用于检知足底压力并辅助定制鞋 垫分压。 本发 明还公开了一种用于优化足底压力 的多功能鞋的制造方法。 本发明采用定制鞋垫和 鞋底变形装置的双层构造形式， 以用于优化用户 足底压力分布。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114098214 A 2022.03.01 CN 114098214 A 1.一种用于优化足底压力的多功能鞋， 包括鞋底， 其特征在于， 还包括： 位于鞋底上面 的鞋底变形装置， 以及位于鞋底变形装置上面的定制鞋垫； 定制鞋垫用于承受足部压力， 其 上表面为 曲面， 其按照人体足底压力 分布及足底形状制作； 鞋底变形装置用于检知足底压 力并辅助定制鞋垫分压 。 2.根据权利要求1所述的用于优化足底压力的多功能鞋， 其特征在于， 鞋底变形装置包 括： 用于检测足底压力的压力 传感器、 具有补偿定制鞋垫变形的变形调控模块、 用于检测变 形调控模块变形调整量的位移传感器、 用于控制变形调控模块的微处理器； 变形调控模块 包括若干个电驱动的伸缩柱； 伸缩柱的固定端安装在鞋底变形装置的基底上， 伸缩柱的伸 缩端与定制鞋垫的底面触接； 伸缩柱在微处 理器控制下伸缩。 3.根据权利要求2所述的用于优化足底压力的多功能鞋， 其特征在于， 变形调控模块还 具有按摩功能； 变形调控模块采用双 级调节， 一级调节用于补偿定制鞋垫的变形， 控制伸缩 柱伸缩的行程范围为1～3mm； 二级调节用于按摩足底， 控制伸缩柱伸缩的行程范围为3～ 10mm。 4.根据权利要求2所述的用于优化足底压力的多功能鞋， 其特征在于， 还包括可视化操 作系统， 可视化操作系统与微处 理器连接， 用于与微处 理器进行 人机交互。 5.一种权利要求1至4任一所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在 于， 该制造方法基于用户足部的三维数据以及用户足底压力分布数据建立定制鞋垫的三 维 模型； 根据理想的足底压力分布数据， 对定制鞋垫的三维模型进行优化。 6.根据权利要求5所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在于， 定制 鞋垫的三维模型的建立方法包括如下步骤： 步骤一， 建立用于存 储用户信息的数据库； 步骤二， 检查用户健康状况， 包括足部形态检查、 整体姿势检查和足部病症检查； 采集 用户的性别、 年龄、 体重、 身高、 脚码信息， 并录入数据库； 步骤三， 使用三维扫描仪采集用户足部的三维数据， 进而从用户足部三维数据中分离 得到足底三维数据； 用户足部三维数据和分离得到的足底三维数据均录入到数据库中； 步骤四， 采用测试鞋垫对用户进行足底压力测试； 采集用户足底压力分布数据并录入 数据库； 步骤五， 调取测试鞋垫表面参数和对应压力分布数据， 建立该用户的压力分布与鞋垫 表面参数的映射关系模型； 所 得映射模型录入数据库中； 步骤六， 根据采集到的用户信息和测量数据， 分散足部受力集中点， 拟定出理想的压力 分布模型； 步骤七， 根据足底压力分布与鞋垫表面参数的映射模型和拟定的理想足底压力分布模 型， 求解出定制鞋垫表面 参数， 生成定制鞋垫的三维模型。 7.根据权利要求6所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在于， 测试 鞋垫分为匹配不同脚码的测试鞋垫组， 每种 脚码下的测试鞋垫组有数对表面形状互异的测 试鞋垫。 8.根据权利要求6所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在于， 步骤 四中， 采集用户足底压力分布数据包括用户静止站 立下的赤足足底压力分布数据和站立在 不同测试 鞋垫时的足底压力分布数据。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114098214 A 29.根据权利要求6所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在于， 步骤 五中， 采用神经网络模型对数据库中已有用户的数据进行特征提取， 将新用户的足底 区域 数据和提取的数据特征进 行比对分析， 由数据库中储存的已有客户的压力分布与鞋垫表面 参数的映射关系模型， 建立 新用户的压力分布与鞋垫表面 参数的映射关系模型。 10.根据权利要求6所述的用于优化足底压力的多功能鞋的制造方法， 其特征在于， 还 包括如下步骤： 步骤B1， 由数据库中的用户足部三维数据， 生成足部三维模型； 步骤B2， 对用户足部三维模型进行适当的比例放大， 并结合用户需求对放大后的足部 三维模型修整， 构造多功能鞋的鞋腔形状； 步骤B3， 根据鞋腔形状， 确定 外观形状和搭饰， 最后生成鞋体的三维数据模型； 步骤B4， 选择合 适的鞋体材 料， 基于鞋体的三维数据模型， 进行多功能鞋 鞋体的制作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114098214 A 3