基于客戶定制和傳感技術(shù)的鞋腔內(nèi)壓力及溫濕度測(cè)試系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來(lái)，鞋類(lèi)的舒適性一直都是人們所關(guān)注的話題，并且隨著人們的生活水平不斷提高，對(duì)鞋靴舒適性的要求也越來(lái)越高。影響鞋類(lèi)舒適性的因素有很多方面，其中最主要的為以下兩方面：其一是鞋楦是否合腳，其二是鞋腔內(nèi)溫濕度的變化。人體步態(tài)和足底壓力的研究推動(dòng)了醫(yī)療康復(fù)和運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展。足底壓力的研究對(duì)人體足部疾病的預(yù)防和診斷帶來(lái)了積極作用，在運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的肯定與重視。因此，本課題主要基于客戶定制和傳感技術(shù)對(duì)鞋腔內(nèi)壓力、溫濕度測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了

2、研究。
　　目前制鞋領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，鞋靴的制作必須在舒適性和風(fēng)格等方面滿足消費(fèi)者的需求，所以有必要開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠快速改變鞋楦風(fēng)格的CAD鞋楦設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)客戶化大規(guī)模定制，同時(shí)降低公司的成本。本課題提出的鞋楦制作系統(tǒng)，可以根據(jù)個(gè)人的喜好快速改變鞋楦的造型，不需要任何物理設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)客戶定制。
　　本課題基于Arduino開(kāi)發(fā)板技術(shù)設(shè)計(jì)了一款智能溫濕度測(cè)試裝置，它可以無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。本文主要利用它對(duì)運(yùn)

3、動(dòng)鞋和皮鞋的鞋腔內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)測(cè)試三種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（靜坐、慢走、慢跑）來(lái)獲取鞋腔內(nèi)溫度和濕度連續(xù)變化數(shù)值，處理分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)人穿皮鞋或者運(yùn)動(dòng)鞋靜坐時(shí)，鞋腔內(nèi)的溫度變化趨勢(shì)是先上升然后幾乎保持不變；鞋腔內(nèi)的濕度變化趨勢(shì)是先快速上升然后緩慢上升趨于穩(wěn)定。兩種鞋內(nèi)溫度和濕度變化趨勢(shì)大致相同。模擬人正常走路狀態(tài)下時(shí)，運(yùn)動(dòng)鞋和皮鞋的鞋腔內(nèi)的溫度是先緩慢上升，然后溫度達(dá)到穩(wěn)定值，運(yùn)動(dòng)鞋和皮鞋內(nèi)濕度在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是先上升后下降，停止運(yùn)動(dòng)休

4、息時(shí)濕度是有上升趨勢(shì)的。走路時(shí)皮鞋的鞋腔內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度大于運(yùn)動(dòng)鞋鞋腔內(nèi)溫度和濕度。跑步時(shí)，運(yùn)動(dòng)鞋鞋腔內(nèi)的溫度和濕度都是先迅速上升，然后緩慢上升。綜合分析發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)越劇烈，溫度和濕度上升越快，它們的變化值越大。
　　為了研究足底壓力的分布情況，本課題開(kāi)發(fā)了一種3D打印技術(shù)與布拉格光纖光柵傳感技術(shù)（Fiber Bragg Grating，簡(jiǎn)稱(chēng)FBG）相結(jié)合的足底壓力測(cè)試系統(tǒng)。利用3D打印技術(shù)制作傳感單元，并將該傳感單元組合后形成最終

5、的足底壓力測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有制作工藝簡(jiǎn)單、分辨率高、多路復(fù)用、成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用該足底壓力測(cè)試系統(tǒng)研究學(xué)生背負(fù)荷載變化對(duì)足底壓力分布的影響以及模擬孕婦增重過(guò)程對(duì)足底壓力分布的影響。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)人背部載荷增加時(shí)由于人身體向后傾斜，導(dǎo)致足跟壓力變大，足弓壓力幾乎不變，第一跖骨和第四跖骨壓力變?。划?dāng)人腹部載荷增加時(shí)，足跟和第四跖骨壓力變大，足弓、第一跖骨壓力幾乎不變。無(wú)論是背部載荷增加還是腹部載荷增加，足跟部位的壓力都會(huì)增加；背部載荷增加時(shí)