数据驱动的鞋楦设计现状及发展综述

鞋楦是制鞋成型过程中的模具,是链接足与鞋的重要纽带,传统的鞋楦设计囿于楦师手工和经验,难以实现高效准确的大规模个性化定制。鉴于此,本文结合数字智能化技术的发展,对比国内外鞋楦设计的研究现状,明确当今鞋楦设计的趋势和我国在该领域面临的挑战;提出了数据驱动的鞋楦设计内涵、优势及新特点;介绍了数据驱动的足-楦一体式设计流程,为鞋楦领域研究人员提供参考与借鉴。

基于曲线约束的鞋楦曲面变形技术

在基于曲线长度约束的曲面变形设计方面,提出基于局部变换的约束变形算法,并与鞋楦曲面的编辑设计相结合,解决个性化鞋楦设计中的变形问题。其主要思想方法是对曲面的每一个曲线约束构造局部变换,以满足约束曲线的变形要求,再通过曲面的重新全局参数化,将约束曲线处的局部变换扩散到整个曲面。此约束变形方法与曲面的表示无关,没有采用能量优化方法来解,可以精确满足约束曲线的长度要求,算法简单高效,适用于实时编辑。

鞋类产品帮面设计影响因素分析

从鞋楦头型与楦跗背造型选择的针对性及后帮中缝高、外怀帮高、口门位置与宽度等设计尺寸的合理性2大方面,分析归纳了鞋类产品帮面设计的影响因素。重点针对跖趾部位,介绍了跷度处理的原则方法,并分析了生产加工过程中跷度处理、鞋面材料形变对帮面设计的影响。提出帮面设计应针对不同类别的鞋类产品,选择合适的楦体,并结合产品的外观造型、帮面材料的性能,合理运用设计数据,以确保鞋类产品结构的合理性和满足生产的可加工性,为提升鞋类产品设计开发水平,提供参考。

基于OpenGL的视点变换在三维鞋楦设计中的应用

文章通过读取STL文件的鞋楦或脚形模型,在此基础上实现了三维鞋楦设计时要用到三维视图,通过比较OpenGL提供的模型变换理论和视点变换理论,采用视点变换实现了在鞋楦设计中的交互性视图,给出了变换算法,为后续的交互性数据处理作铺垫。

基于UG二次开发的鞋楦参数化设计

由于鞋楦形状具有不规则性,采用常规的鞋楦设计方法进行设计工作量大,重复性高,效率低下。针对这个问题,提出了一种基于UG二次开发的鞋楦参数化设计方法。以UG作为平台,应用其强大的二次开发工具UG/OPEN,以鞋楦设计方法和尺寸标准为依据,开发运行于UG上的人机交互的鞋楦CAD系统。此CAD系统通过调用各种鞋楦模板,结合数据库的应用,实现各种鞋楦的参数化设计,极大地降低了鞋楦设计的难度,提高了设计效率。

儿童脚基本宽度与踵心全宽比值分析

通过对儿童脚型及标准鞋楦的基本宽度与踵心全宽比值的计算、对比,对涉及的鞋楦相关数值进行分析、研究,为儿童鞋楦的设计、生产提供参考。

时尚男鞋鞋楦合脚性的研究与探讨

通过对时尚男鞋鞋楦合脚性的测评,对涉及的鞋楦相关数值进行分析、研究,并重新设计鞋楦数据,为时尚男鞋的设计、生产提供参考。

基于WEB的鞋产品个性化定制系统

基于电子商务平台,提出了鞋产品的个性化定制系统。系统通过web形式获取客户对产品的形状要求,然后基于产品样式库,实现了鞋楦的参数化建模与精细调整,即根据客户输入的脚部参数构建满足这些参数要求的鞋楦模型。系统根据鞋楦模型生成其加工代码,完成鞋楦及鞋产品的生产,最后通过物流完成产品的配送。

鞋楦数据库系统设计与开发

针对制鞋企业鞋楦设计和数据管理的难点及需求,分析了鞋楦数据库系统功能需求,对各类楦体数据进行规范化处理,设计数据库系统结构。以Visual FoxPro 9.0数据库软件为工具,开发了具有人机交互功能的鞋楦数据库系统,能够进行数据检索和维护(增加、删除、修改),实现了鞋楦数据的数字化和规范化管理。该数据库系统可以提高楦型数据检索的工作效率,为企业鞋楦设计和数据管理提供了更为科学有效的手段,同时提高企业的技术知识管理水平。

基于足部CT图像的个体鞋楦的参数化设计

提出并实施了以人体足部复合模型为依据的鞋楦参数化建模方法。基于足部CT图像建立了由足部骨骼模型和软组织模型组成的复合模型。研究和建立了鞋楦特征点以及特征点之间的参数关系。在通用CAD软件环境下,建立了面向个体的鞋楦参数化模型,实现了两个主参数对整个鞋楦体的控制。最后给出了参数化建模的两个结果的比较。

个性化鞋楦设计的楦体围度关键参数研究——基于人脚的空间感觉极限测试

鞋楦形状决定了鞋内腔的形状,它是影响鞋的舒适性与合脚性的重要因素之一。在个性化鞋楦设计过程中,根据人脚形状和尺寸确定楦体相应尺寸是一个关键过程。脚和鞋楦的尺寸差是影响鞋的合脚性和舒适性的重要参数,通过对人脚空间感觉极限差值的研究,分析可以用来确定合脚鞋楦的关键尺寸——跖围和基宽的相关参数及范围,并讨论其结果在个性化鞋楦设计过程中的应用。

基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术

为推动鞋楦设计的快速化、个性化、多样化发展,提出并实现了一种基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术。交互选定两变换截面,通过旋转变换将鞋楦前翘高、后翘高等参数值变换到个性化设计需求值;对变换后的鞋楦进行均化处理,实现两变换截面处的鞋楦曲面平滑过渡;对楦底腰窝部中轴线进行微调并将微调量映射到鞋楦模型上来设计与变换后鞋楦相匹配的鞋楦腰窝段。利用提出的曲面重构过程在MATLAB软件平台上设计了参数化和可视化交互式两种方法进行鞋楦变翘设计的CAD模块,其界面具有操作简单方便、易于实时编辑的特点。通过对算法实现结果的高斯曲率和体积进行分析,rhf验证了重构后鞋楦模型能很好地保持原鞋楦的合脚性及曲面光顺性特征。

鞋楦CAD系统中的离散设计方法

提出鞋楦的离散设计方法,该方法通过3坐标测量机获得鞋楦表面数据,经过数据预处理、参数化和截面曲线构建等操作,得到鞋楦CAD系统中的鞋楦离散模型,为数控编程、帮样设计等后续应用所用。

接触式数控鞋楦扫描机结构设计

通过分析国内外相关设备的结构形式及其性能特点,根据接触式数控鞋楦扫描机的功能要求,设计了数控鞋楦扫描机床总体结构;文章重点分析了其定位与旋转机构、接触式扫描机构、拖板驱动机构等机床关键部件的结构组成、功能作用及设计要点,经生产应用验证,该设备结构合理、动作可靠,工作性能稳定。

应用于CAD/CAM的基于点的几何模型

常规几何模型通常难以胜任一些复杂曲面产品的计算机辅助设计／计算机辅助制造问题,为此,提出了应用于计算机辅助设计／计算机辅助制造的基于点的几何模型概念,给出了基于点的几何模型的定义及其计算机辅助设计／计算机辅助制造应用流程,研究了基于点的几何模型的几何特性、计算机辅助设计方法、计算机辅助制造方法及其计算机辅助设计／计算机辅助制造系统开发方法。在鞋楦计算机辅助设计／计算机辅助制造中的应用表明,基于点的几何模型有常规几何模型所没有的特性,能够实现某些特殊产品的计算机辅助设计／计算机辅助制造。

基于知识工程的数控刻楦机设计系统

诠释了知识工程(KBE)概念,并对KBE系统的推进过程进行了探讨.采用模糊推理策略完成了知识库的创建,以Unigraphics为平台基于知识熔接(KF)技术开发了基于KBE的刻楦机结构设计系统.综合运用知识工程技术、虚拟设计技术等,研究了其计算机辅助概念设计(CACD)流程及各应用子系统的功能结构.刻楦机刀具设计系统解决方案实例中,模糊推理与知识熔接相结合,方便的模糊修改以及KF系统的模型自动生成实现了快速设计.该系统从一定程度上实现了刻楦机的智能设计,积累了设计经验和知识,缩短了产品生命周期.

鞋楦的数字化设计与软件开发

以逆向工程技术和软件开发为基础,对鞋楦的数字化设计进行研究:结合传统鞋楦制作技术,采用基于点云的散乱结构的均匀网格方法,对扫描获取的鞋楦点云数据进行精简;采用最小二乘逼近的方法,将处理后的点云数据拟合成NURBS曲线,进而采用蒙皮算法得到鞋楦曲面。开发了鞋楦数字化设计专用模块,为以后根据脚型对标准鞋楦进行个性化修改的开发奠定了基础。

基于3D草图的个性化鞋楦设计

目的将基于3D草图的曲面重建方法应用于个性化鞋楦设计。方法对个性化鞋楦设计方法进行研究,确定足楦设计标准,使用基于3D草图的逆向设计方法,在脚部模型上创建包含足型关键参数的鞋楦3D草图。根据3D草图选择合适的曲面创建工具生成鞋楦CAD模型。通过修改鞋楦3D草图,实现鞋楦模型的变形设计。结论以GeomagicDesignX为设计平台,根据足楦设计标准,实现了基于足部扫描模型的鞋楦3D草图提取和CAD模型创建。修改鞋楦3D草图中头势曲线,在草图约束驱动下得到新款式3D草图,创建了新鞋楦模型,实现了个性化鞋楦的创建和再设计。

运动休闲鞋鞋底三维建模研究

总结了目前鞋底设计的2种主要方法,分别阐述了平面设计软件和三维建模软件在鞋底设计方面的优缺点。在此基础上,对比了常用三维建模软件的运用领域及应用特点,并分析了以数字化鞋楦、鞋底2D工程图以及鞋底图片为参照,运用PowerSHAPE三维建模软件进行运动休闲鞋鞋底三维模型创建的主要流程。

特征尺寸驱动的鞋楦参数化设计

针对鞋楦数字化设计中对非线性尺寸的约束要求,提出一种基于微分坐标变形的尺寸驱动曲面变形方法,实现围长驱动的楦型设计。基于足-楦尺寸的对应关系修改鞋楦上的非线性尺寸,将围长尺寸变化映射为围线形状的变化,再由变化后的围线形状通过网格变形技术转化为楦型曲面的形状修改。通过迭代计算,可以保证围度曲线长度的精确约束;同时,根据楦型设计规律增加的位置约束和方向约束使变形后的曲面能够继承原有楦型曲面内在的形状特征;拉普拉斯变形拥有的特征保持性特点使变形后的鞋楦仍然保持原有的楦型样式,且其最小二乘意义下的求解框架有利于均布计算误差,使变形更加光顺、自然。试验结果表明,所提方法变形自然,实用性强。