[发明专利]一种针对糖尿病足鞋垫的个性化设计方法

摘要

一种针对糖尿病足鞋垫的个性化设计方法，先建立通用足部骨骼模型，然后采集病患足部的关键尺寸数据，对通用足部骨骼模型进行缩放，获得病患的个性化骨骼模型，再采集病患足部外表面形貌的三维数据，与个性化骨骼模型相耦合，在CAD软件中进行装配得到病患个性化的足部三维模型；然后在足部三维模型的基础上，根据足底形貌特征，建立与之完全贴合的糖尿病足鞋垫基础模型，将其与足部三维模型导入有限元分析软件中进行组配以及网格划分，获得足‑鞋垫的有限元模型，再分析计算应力分布结果，对糖尿病足鞋垫基础模型各区域的模量及结构进行修改，形成最终的糖尿病足鞋垫模型，本发明所设计鞋垫满足定制化需求，同时缩短了产品设计周期，降低了成本。

主权项

1.一种针对糖尿病足鞋垫的个性化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立通用足部骨骼模型；步骤2：采集病患足部矢状面、冠状面以及横断面的关键尺寸数据，包括脚长、拇指里宽、第一跖趾里宽和腰窝外宽尺寸，依照这4个关键尺寸数据按照换算比例对步骤1所得的通用足部骨骼模型进行缩放，获得病患的个性化骨骼模型；步骤3：采集病患足部外表面形貌的三维数据，与步骤2所得到的个性化骨骼模型相耦合，在CAD软件中进行装配，得到病患个性化的足部三维模型；步骤4：在建立的足部三维模型的基础上，根据足底形貌特征，建立与之完全贴合的糖尿病足鞋垫基础模型，将其与足部三维模型导入有限元分析软件中进行组配以及网格划分，获得足‑鞋垫的有限元模型，边界条件设置为足上端固定，力学输入采用所采集的病患步态数据或病患直立时足部承受体重的1/2；步骤5：基于步骤4分析计算所得应力分布结果，对糖尿病足鞋垫基础模型各区域的模量及结构进行修改，减小高应力区域的糖尿病足鞋垫基础模型厚度，增大低应力区域的糖尿病足鞋垫基础模型厚度以达到二者接触面积的优化；在高应力区域增加多孔结构，通过改变多孔单元结构尺寸、增大孔隙率方法降低此区域模量以降低最大应力峰值，完成对糖尿病足鞋垫基础模型的优化，形成最终的糖尿病足鞋垫模型；步骤6：输出糖尿病足鞋垫模型。