Устройство для бесконтактного измерения поверхности стопы и голени

 

Изобретение предназначено для автоматического измерения поверхности стопы и голени в системе с ЭВМ и может быть использовано для измерения колодок и деталей оснастки. Известное устройство для измерения формы и размеров стопы человека, обеспечивающее измерение стопы ее пространственных параметров, бесконтактным методом очень сложное и имеет ограниченную точность из-за неполного обхвата поверхности. При этом требуются громоздкие расчеты и большое число фотоприемников. Цель изобретения - повышение точности, упрощение процесса измерений и обработки данных. Цель достигается тем, что измерение стопы производится в двух зонах: стопы и широкой части голени с боковых сторон стопы, причем стопа освещается системой лучей, параллельных опорной плоскости, а изображение получают на плоскости, параллельной опорной плоскости оптической системой, оптическая ось которой перпендикулярна опорной плоскости. При этом получают изображения лучей без геометрических искажений. Это упрощает расчеты и процедуру снятия мерки. Исследования линейных фотоприемников с повышенной разрешающей способностью и отдельных для каждой зоны измерений обеспечивает повышение точности. При использовании микроЭВМ с дисплеем возможен диалоговый режим с участием оператора при обмере стоп с большими отклонениями от среднетипичной. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерению размеров и формы стопы и голени человека и может быть использовано для автоматического измерения координат поверхности в системе в ЭВМ. Цель изобретения повышение точности измерений при упрощении устройства и расширении функциональных возможностей. На фиг. 1,2,3 изображена схема устройства; на фиг.4 схема соединения электронных блоков; на фиг.5 схема измерения координат поверхности. Устройство состоит из станины, на которой укреплена опорная площадка 1, направляющие 2, датчики перемещений индуктосин 3, зеркала 4 и 5 и источник 6 системы параллельных лучей. В направляющих 2 установлена каретка 7, связанная с датчиком 3. Каретка имеет две, симметрично расположенные по бокам опорной площадки, штанги 16 и 17, на которых установлены камеры 8 и зеркала 9. Каждая камера 8 содержит оптическую систему 10 и линейки фотодетекторов 11 и 12, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной направляющим 2. Штанги каретки 7 перемещаются в пазах опорной площадки 1, а сама каретка 7 в пазу под опорной площадкой 1. Зеркала 4, 5, 9 установлены под углом 45о к направлению перемещения каретки 7 и обращены в сторону опорной площадки. При этой зеркала 4 и 5 установлены неподвижно на основании в плоскости перемещения зеркал 9, причем зеркало 4 полупрозрачное. Источник 6 содержит лазер и светоделительную систему, выполненную с помощью зеркальных кубиков известным образом Источник 6 установлен неподвижно таким образом, что его лучи проходят через зеркало 4 к одному из зеркал 9 и к зеркалу 5, от которого отражаются к другому зеркалу 9 в любом положении каретки. Отраженные от левого и правого зеркал 9 лучи должны совпадать, быть параллельны опорной площадке и перпендикулярны плоскости симметрии системы. Эта плоскость, относительно которой симметричны элементы 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 и 12, проходит через биссектрису угла и перпендикулярно плоскости угла и опорной площадки 1. Углы 1 и 2 образованы биссектрисами углов зрения камер 8, причем так как фотоприемники 11 и 12 линейные, то углы зрения камер 8 плоские. Линейные фотоприемники 11 и 12 расположены по одной линии горизонтально в плоскости, проходящей через оптический центр системы 10. Фокальная плоскость оптических систем 10 горизонтальна в соответствии с рекомендацией. Линейные фотоприемники соединены с нормирующими преобразователями 13. Нормирующие преобразователи 13 производят определение положения центра пятна на линейке фотодетекторов, причем световых пятен может быть несколько по числу лучей. Датчик перемещений 3 соединен с нормирующим преобразователем 14 устройством цифровой индикации перемещений. Блоки 13 и 14 соединены с транскриптором 15, который производит опрос и регистрацию координат с возможностью запоминания точек с последующей распечаткой или для связей с микроЭВМ. Устройство помещено в светонепроницаемый корпус, все части устройства, кроме оптических элементов, покрыты черной краской с матовой поверхностью для светопоглощения. Оптические системы 10 снабжены красными светофильтрами, использован газовый лазер малой мощности. Устройство работает следующим образом. Ногу помещают на площадке 1, при этом плоскость симметрии системы должна проходить через продольно-вертикальное сечение ноги см. фиг.1. Каретка 7 проводится в крайнее положение и устанавливается исходное положение блока 14. Затем включают регистратор 15 и каретку 7 переводят в другую крайнюю позицию в течение 0,5+2 c, вручную. При этом происходит запись текущих показаний блоков 13 и 14 в памяти блока 15 с возможностью последующей распечатки. Координата Х непосредственно считывается с блока 14 по показаниям датчика перемещений 3, которые соответствуют текущему положению каретки 7. Координата Zi определяется высотой соответствующего луча в системе параллельных лучей так же, как и в прототипе. Координата Y определяется со знаком "+" и "-", отдельно для каждой боковой стороны соответствующими камерами 8. Блок 13 определяет положение пятен изображение системы лучей на линейке фотоприемника (см.фиг.4). Каждому пятну соответствует свой луч i, высота над опорной площадкой которого известна и равна Zi. На фиг.4 показано положение трех световых пятен с номерами 1, i, n на линейке фотодетекторов 12. Координата Y соответствующих точек определяется по формуле Y Y*i где А расстояние от оптического центра системы 10 до высоты положения линии, на которой расположен фотоприемник 12; B расстояние от оптического центра системы 10 до луча с номером i; Y* расстояние изображения светового пятна от луча с номером i до точки изображения Оi оси симметрии системы с координатой Zi. Точка Оi находится на расстоянии Y1 где Yo расстояние оптического центра системы 10 от оси симметрии системы измерений. Независимость определения координат Х,Y,Z позволяет проверку точности для каждой координаты отдельно, что позволяет измерение отдельных сечений, устанавливаемых вручную перемещением каретки 7 по показаниям блока 14. Предложенное устройство позволяет автоматизировать процесс измерения координат поверхности стопы и голени человека с представлением результата в цифровом виде. Это позволит использовать его для подготовки данных САПР обуви, колодки, оснастки, а также в качестве отдельного измерительного устройства.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТОПЫ И ГОЛЕНИ, включающее опорную площадку для стопы, осветитель, состоящий из зеркал, обращенных в сторону опорной площадки, и источника лучей, параллельных опорной площадке для освещения стопы и голени со всех сторон, две съемочные камеры с оптическими системами и фотоприемниками, установленные с внешней и внутренней боковой поверхности стопы, симметрично и под углом к опорной площадке, фотоприемники съемочных камер, связанные с блоком опроса и регистрации координат поверхности стопы и голени, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения стопы за счет раздельного измерения в двух зонах голени и собственно стопы, оно содержит установленную с возможностью горизонтального перемещения каретку, на которой расположены съемочные камеры, оптическая система и фотоприемник каждой из съемочный камер расположены в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения каретки, зеркала осветителя установлены перпендикулярно к опорной площадке и под углом 45o к направлению перемещения каретки, фотоприемники съемочных камер выполнены в виде двух фотодетекторов, расположенных последовательно в плоскости, проходящей через оптический центр оптической системы съемочной камеры, а также введен датчик линейного перемещения, входом связанный с кареткой, а выходом с блоком опроса регистрации координат стопы и голени. 2. Устройство по п.2, отличающееся тем, что линейки фотодетекторов расположены параллельно опорной площадке. 3. Устройство по п.3, отличающееся тем, что фокальная плоскость объективов камер параллельна опорной площадке. 4. Устройство по пп.1, 2, 3, отличающееся тем, что под каждой съемочной камерой установлено зеркало, а источник лучей осветителя выполнен в виде источника нитевидных лучей, параллельных друг другу и расположенных в одной плоскости, проходящей через зеркала перпендикулярно опорной площадке и направленных в направлении перемещения каретки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и может быть использовано для повышения точности и скорости измерения бесконтактного измерения стопы и голени человека

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и мо жет быть использовано при определении давления стопы на опору

Изобретение относится к обувной промышленности и позволяет расширить технологические возможности путем обеспечения частичного или полного перекрытия промежуточного слоя крайними слоями, Устройство для литья трехцветных подошв на затянутую заготовку обуви содержит стационарную колодку для размещения затянутой заготовки верха обуви, пару полуколец, охватывающих контур следа колодки и образующих боковые стенки пресс-формы и нижнюю стенку пресс-формы

Изобретение относится к легкой промышленности

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и может быть использовано при измерении давления стопы на опорную поверхность

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и может быть использовано при измерении .параметров стоп

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к обувной

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к обувной

Изобретение относится к обувной промышленности, в частности к оборудованию для испытания обуви, и позволяет повысить объективность результатов испытаний путем исключения радиального взаимодействия обуви с имитатором дорожного полотна

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и может быть использовано при исследовании рельефа плантарной поверхности стопы

Изобретение относится к обувному производству и производству обуви для животных, а именно к конструированию аксессуаров для животных
Изобретение относится к обувной промышленности и может быть использовано в других отраслях промышленности

Изобретение относится к обувному производству, а именно к способам проектирования обуви по условным разверткам боковой поверхности колодки

Изобретение относится к приборам и устройствам для обмера и контроля формы и размеров объекта, преимущественно стоп

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к обувной, и может быть использовано при бесконтактном измерении поверхности стопы, в том числе в ателье индивидуального пошива обуви

Изобретение относится к измерениям размеров и формы стопы человека и может быть использовано для автоматического измерения координат поверхности в системе с ЭВМ
Наверх