基于足底壓力與sEMG技術的三維軍警皮靴鞋墊研究.pdf

1、軍警是國家和人民的鋼鐵長城，他們分布于祖國的大江南北，執(zhí)行各類任務，因為職業(yè)的特殊性導致了他們的運動量遠遠超過常人，所以他們對鞋子的要求更高。軍警皮靴是軍警出任務時的必要裝備，它不僅要能夠保護足部不受傷害，還要符合人機工程學設計原理，讓軍警在長期穿著過程中更為舒適與省力，以提高任務完成效率。鞋墊作為鞋子的功能組件，在穿著過程中起著重要的作用。
　　本課題擬在現(xiàn)有軍警皮靴鞋墊的基礎上，對材料參數(shù)與足底壓力數(shù)據(jù)之間的關系進行研究，并測

2、量與行走相關的下肢肌肉信號變化，用更為客觀、準確的數(shù)據(jù)指導符合人機工效學的三維鞋墊制作，以提高軍警皮靴的穿著舒適度。
　　本研究包括四部分。第一部分對鞋墊緩沖材料物理參數(shù)進行篩選。測量足-地界面與足-鞋界面的壓力分布情況，分析結果表明前掌、后跟部位為足底壓力集中部位，軍警皮靴改變了足底壓力分布狀況，設計緩沖材料篩選辦法。對緩沖材料進行測試，通過正交分析法得到最佳緩沖材料物理參數(shù)。第二部分應用光學三維掃描儀掃描標準腳型并用Geoma

3、gic軟件建模。在OrthoMODEL軟件中對足部模型進行三維鞋墊初步設計，根據(jù)鞋墊設計要求用Delcam Powershape三維設計軟件繼續(xù)調整，制作出符合實驗要求的三維鞋墊模型。第三部分將三維鞋墊模型導入OrthoMILL軟件中生成NC路徑，通過控制數(shù)控系統(tǒng)操作三軸雕刻機加工制作出三維鞋墊基墊，并與篩選出的緩沖材料相結合，制作出實驗用三維軍警皮靴鞋墊。第四部分對三維鞋墊進行實驗測試，對穿著改進鞋墊的足底壓力數(shù)據(jù)、sEMG數(shù)據(jù)以及主

4、觀舒適性進行實時記錄與數(shù)據(jù)分析。
　　研究結果表明：
　?。?）根據(jù)人機工程學進行足部掃描、建模設計的三維鞋墊更符合足底的形狀。
　　（2）相對于原有鞋墊，墊有改進后的三維鞋墊有效降低了行走過程中的足底壓強峰值和壓力時間積分，足底壓力分散效果明顯。其中硬度為Shore-A50°、厚度為5mm的基墊與硬度為Shore-A28°、厚度為3mm的硅膠墊組合成的三維鞋墊均衡足底壓力效果較明顯并能提高行走過程中的穩(wěn)定性。