（设计艺术学专业论文）中老年脚型规与相关数字化鞋楦研究.pdf

jr l l l l f li f i i l l l l li f l li l lf i l li ilip y 1816 5 4 7 中老年脚型规律与相关数字化鞋楦研究 摘要 足部健康关系到全身健康。脚是人体之根，是人体元气凝聚之点。脚被誉为 人体“第- - 4 , , 脏的理由是根据生物全息理论来确定的，足部完整地联系着全身 的脏腑器官。到2 0 2 0 年，我国老年人口将达到2 4 8 亿，老龄化水平将达到1 7 1 7 。 随着中国人口老龄化的加速，我们整个社会应该更加关注中老年群体的健康。 由于市场的消费能力一定程度上影响了脚型规律研究的针对性，所以目前针 对中老年群体( 4 5 周岁以上) 的足部形态研究以及中老年人专用鞋楦方面的研究 还十分落后，研究水平基本提留在1 9 6 8 年制订的中国鞋楦与鞋号的标准上。 目前的中老年人生活的状态与用脚规律相比4 0 年前已经完全不同，因此过去的 脚型数据与现在的实际情况有很大的差异。 本论文属于北京市级科研项目中国中老年脚型规律研究项目中的阶段性 研究，通过大量采集全国七大区域内中老年人群的脚型数据，使用p r o j e c t s 软件 提取每个测量文件的目标数据，并将提取到的数据导入e x c e l 软件保存，再利用 s p s s 软件进行了足部1 9 项关键数据的分析与对比，最终总结出相关脚型规律； 笔者又利用d e c a l m3 d 鞋类建模系统将研究得出的数据初步建立为1 6 款具有典 型性特征的鞋楦数据，其研究目的是改进我国中老年鞋类产品的功能性与舒适程 度。 关键词：脚型规律跖趾关节功能性鞋楦建模相关性 f o o tr u l e0 fm i d d l e a g e da n dr e l a t e d i 己e s e a r c h0 fd i g i t a ls h o e st r e e a b s t r a c t f o o th e a l t hr e l a t e st og e n e r a lh e a l t ho fh u m a n sb o d y f e e ta r et h er o o to ft h e h u m a nb o d ya n dt h ep o i n to fb o d yv i t a l i t yp 0 0 1 t h er e a s o nw h yf o o ti sk n o w na st h e ”s e c o n dh e a r t ”o fh u m a ni sb a s e do nt h et h e o r yo f b i o h o l o g r a p h i c f o o tc o n t a c t sa l l t h eo r g a n so fh u m a nb o d ye n t i r e l y b y2 0 2 0 ，e l d e r l yp o p u l a t i o ni nc h i n aw i l lr e a c h 2 4 8m i l l i o na n dt h el e v e lo fa g i n gw i l lr e a c h17 17 w i t ht h ea c c e l e r a t i o no f p o p u l a t i o na g i n gi nc h i n a , 0 1 1 1 w h o l es o c i e t ys h o u l db em o r ec o n c e r n e da b o u tt h e h e a l t ho fo l d e ra g e g r o u p s t h ec o n s u m p t i o np o w e ro ft h em a r k e ta f f e c t st h et a r g e t e do fr e s e a r c ha b o u t r e g u l a r i t y f o o t s on o wr e s e a r c ha b o u tf o o tr u l ea n dt h em o r p h o l o g yo ft h e f o o t s p e c i f i cs h o ef o rt h eo l d e ra g eg r o u p s ( 5 5y e a r so l d ) i ss t i l ll a g g i n gb e h i n dt h e n o r m a l a n dt h el e v e lo fr e s e a r c ha l s os t a y e di nt h e ”s t a n d a r d so fc h i n a ss h o es i z e a n ds h o e st r e e ”w h i c hw a sf o r m u l a t e di n19 6 8 n o wt h es t a t eo fl i f ei nt h ee l d e r l ya n d w a l k i n gh a b i tc o m p a r e dw i t h9 0y e a r sa g oa r ec o m p l e t e l yd i f f e r e n t t h e r e f o r e ，t h e f e e td a t ao fp a s ta r eq u i t ed i f f e r e n tf r o mp r e s e n t t h i sp a p e rb e l o n g st ot h es t a g er e s e a r c h , w h i c hi sap a r to f “f e e ts h a p e r e g u l a r i t yo fc h i n ae l d e r l y ”t h a ti st h em u n i c i p a lp r o j e c ti nb e i j i n g t h ep r o j e c t c o l l e c t e dal a r g en u m b e ro fd a t ao ff e e ts h a p ei nt h ee l d e r l y , u s e dp r o j e c t ss o f t w a r et o e x t r a c tt h et a r g e td a t ao fe a c hm e a s u r e m e n tf i l e s ，a n dt h e ni m p o r t e dt h ee x t r a c t e dd a t a i n t ot h ee x c e ls o f t w a r et os a v e ，l a s tu s e ds p s ss o f t w a r et oa n a l y s i sa n dc o m p a r i s o n 19k e yd a t a iu s e dd e c a l m 3 ds h o e ss y s t e mt oe s t a b l i s ht h ed a t af o r16m o d e l so f s h o e t h er e s e a r c ha i m st oi m p r o v et h ef u n c t i o n a l i t ya n dc o m f o r to ff o o t w e a ro f m i d d l e a g e k e yw o r d s ：f o o tr u l e ；m e t a t a r s o p h a l a n g e a lj o i n t ；f u n c t i o n a l ；s h o e st r e e ； c o r r e l a t i o n 目录 绪言1 1 中老年脚型研究的发展概况2 1 1 课题研究意义3 1 2 相关研究现状4 1 2 1 中老年足部形态研究现状4 1 2 2 数字化鞋楦技术的研究现状5 1 2 3 对现有研究的分析6 1 3 本文的研究内容和研究方法8 1 3 1 研究内容8 1 3 2 研究方法9 2 脚型数据的采集与研究方法1 0 2 1 脚部形态特征l o 2 2 脚型手工测量1 2 2 2 1 测量样本的选定1 2 2 2 2 测量姿势1 2 2 2 3 测量标记点及其定义1 3 2 2 4 测量方法及表格绘制1 3 2 3 脚型三维测量1 4 2 4 测量步骤1 5 2 4 1 手工测量步骤。1 5 2 4 2 激光测量步骤1 6 2 5 脚型规律的研究方法1 8 2 5 1 抽样方法1 8 2 5 2 样本含量的计算1 9 2 5 3 数据预处理一2 0 2 5 4 脚型规律计算2 0 3 中老年人( 4 5 周岁以上) 脚型规律分析2 2 3 1 脚长规律2 2 3 1 1 脚长的性别差异2 2 3 1 2 脚长的分布情况2 3 3 1 3 脚的长度与相关各特征部位的比例关系2 4 3 1 4 脚的长度与高度特征部位的比例关系2 5 3 2 跖趾围长规律2 6 3 2 1 跖围的性别差异。2 6 3 2 2 跖围的地区差异2 6 3 2 3 跖围的分布状况2 6 3 2 4 脚型号的分布状况2 8 3 2 5 脚跖围与跖围围向各特征部位关系。3 0 3 2 6 脚跖围与基本宽度的关系3 0 3 3 脚型变化与年龄的相关性3 1 3 3 1 脚型长度与年龄变化的关系3 l 3 3 2 跖围与年龄变化的关系3 2 3 3 3 脚型特征部位与脚长的比例关系3 3 3 3 4 脚长与跖围的相互关系3 5 3 4 七大区域中老年脚型特征4 0 3 5 本项目脚型规律的确立4 1 3 5 1 中老年人群脚型规律变化分析4 l 3 5 2 本项目脚型数据的确立4 6 3 5 3 脚长度与跖围关系的变化4 8 3 5 4 本项目脚型规律的分析4 9 3 6 中老年( 4 5 周岁以上) 人群脚部疾病分析5 0 3 6 1 脚部疾病分析一拇外翻5 1 3 6 2 脚部疾病分析一平足症5 3 4 中老年脚型数据向鞋楦数据的转化5 6 4 1 脚型数据与鞋楦底样设计5 7 4 1 1 鞋楦底样特征部位长度系数的确定5 7 4 1 2 鞋楦底样特征部位宽度系数的确定5 8 4 2 测量脚印向鞋楦底样的转化6 0 4 3 鞋楦的围度设计6 4 4 3 1 脚跖围与鞋楦跖围的关系“ 4 3 2 脚跖围与鞋楦跗围的关系“ 4 3 3 脚兜跟围与鞋楦兜跟围的关系6 5 4 4 楦体关键数据的确定6 5 4 4 1 鞋楦的前跷设计6 5 4 4 2 鞋楦的后跟设计。6 5 4 4 3 鞋楦前跷与后跟的关系6 6 4 4 4 其他楦身尺寸的确定6 7 4 5 楦体纵剖面的设计6 7 5 基于中老年脚型规律的典型性鞋楦设计7 1 5 1 基于d e c a l mc r i s p i n 的数字化鞋楦建模7 3 5 2 典型性特征鞋楦的输出7 4 5 2 1 中老年男组8 类典型性鞋楦( 以2 5 5 m m 脚长为标准) 7 4 5 2 2 中老年女组8 类典型性鞋楦( 以2 3 5 m m 脚长为标准) 8 2 结论9 0 附录9 1 参考文献9 2 攻读学位期间发表的学术论文9 5 致谢9 6 附图清单 图l研究意义示意图 p 2 图22 0 0 9 年中国鞋类产品销售额比重 p 5 图3三维足部激光扫描生成的足部各项数据 p 6 图4研究流程示意图 p 7 图5足骨( 侧视图) p 8 图6足骨( 正视图) p 9 图7北京服装学院中国中老年( 4 5 周岁以上) 人群脚型数据采集问卷 图8足部三维激光扫描仪p 1 3 图9脚印轮廓取样示意图p 1 4 图1 0 在脚轮廓边缘作标志点示意图p 1 4 图1 1脚型关键部位测量示意图p 1 5 图1 2 三维激光扫描仪器生成的足部数据p 1 5 图1 3 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男子脚长正态分布情况( 卜计算2 一实测) 图1 4 全国中老年( 4 5 周岁以上) 女子脚长j 下态分布情况( 卜计算2 一实测) 图1 5 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男性跖围分布情况( 1 一计算2 一实测) 图1 6 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男性脚部型号的分布情况p 2 7 图1 7 全国中老年( 4 5 周岁以上) 女性脚部型号的分布情况p 2 7 图1 8 人类常见脚型特征示意图p 3 2 图1 9 拇外翻的界定方法p 4 9 图2 0 拇外翻骨骼示意图p 4 9 图2 1鞋楦各部位长度示意图p 5 5 图2 2 确定楦底中轴线p 5 9 图2 3 确定内外怀切线p 5 9 图2 4 确定后跟平分线p 5 9 图2 5 确定脚底着陆点p 6 0 图2 6 确定自i 掌着地点围度线p 6 0 图2 7 设定楦头、后跟式样p 6 1 2 2 3 5 眦 陇 嘲 啪 图2 8 确定楦底轮廓p 6 1 图2 9 鞋楦的自订跷与后跷p 6 4 图3 0 鞋楦跷度线设计p 6 6 图3 1 楦体控制线设计p 6 7 图3 2 断面轮廓线的描绘p 6 8 图3 3l a s t m a k e r 鞋楦模块操作界面p 7 1 图3 4 鞋楦实现流程图p 7 1 图3 52 5 m m 跟高中老年男式素头鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 7 2 图3 62 5 舳跟高中老年男式舌式鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 7 3 图3 72 5 姗跟高中老年男式三节头鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 7 4 图3 82 0 姗跟高中老年男式中帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计的实现p 7 5 图3 92 0 眦i 足艮高中老年男式高帮运动鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 7 6 图4 0o m m 跟高中老年男式模压球鞋楦( 胶鞋类) 设计的实现p 7 7 图4 12 0 舳跟高中老年男式橡筋布鞋楦( 布鞋类) 设计的实现p 7 8 图4 20 m 跟高中老年男式小圆口布鞋楦( 布鞋类) 设计的实现p 7 9 图4 33 0 m m 跟高中老年女式素头鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 8 0 图4 42 0 唧跟高中老年女式浅口鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 8 1 图4 53 0 m m 跟高中老年女式舌式鞋楦( 皮鞋类) 设计的实现p 8 2 图4 62 0 l n l 跟高中老年女式中帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计的实现p 8 3 图4 72 0 m m 跟高中老年女式高帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计的实现p 8 4 图4 80 棚跟高中老年女式模压球鞋楦( 胶鞋类) 设计的实现p 8 5 图4 92 0 唧跟高中老年女式舌式棉鞋楦( 布鞋类) 设计的实现p 8 6 图5 02 0 咖跟高中老年女式圆口鞋楦( 布鞋类) 设计的实现p 8 7 附表清单 表l不同姿势下男性脚部主要尺寸的变化值( 单位m m ) p i o 表2 中老年( 4 5 周岁以上) 脚长的性别和地区差异( 单位：m m ) p 2 0 表3 主要省市中老年( 4 5 周岁以上) 脚长的对比( 单位：m m ) 1 2 0 表4 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男子脚长分布情况( 单位：m m ) p 2 1 表5 全国中老年( 4 5 周岁以上) 女子脚长分布情况( 单位：m m ) p 2 2 表6 全国中老年( 4 5 周岁以上) 脚长度相关特征部位规律比值( 单位：百分比) p 2 3 表7 全国中老年( 4 5 周岁以上) 脚高度相关特征部位规律比值( 单位：百分比) p 2 4 表8 全国中老年( 4 5 周岁以上) 跖围的性别和地区规律对比( 单位：m m ) p 2 4 表9 全国中老年( 4 5 周岁以上) 各地区的中等鞋号与型号数据( 单位：m m ) p 2 5 表l o 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男性跖围分布情况( 单位：m m ) p 2 5 表1 1 全国中老年( 4 5 周岁以上) 男性脚型号的分布情况( 单位：r a m ) p 2 6 表1 2 全国中老年( 4 5 周岁以上) 女性脚型号的分布情况( 单位：m m ) p 2 7 表1 3 全国中老年( 4 5 周岁以上) 脚型围度系数( 单位：百分比) p 2 8 表1 4 全国中老年( 4 5 周岁以上) 脚型基本宽度系数( 单位：百分比) p 2 8 表1 5 我国男性3 2 0 岁及成年后脚长均值情况( 单位r a m ) p 2 9 表1 6 全国中老年( 4 5 周岁以上) 脚长均值情况( 单位：m m ) p 3 0 表1 7 我国女性3 1 7 岁及成年后跖围均值情况( 单位n l l n ) p 3 0 表1 8 全国中老年( 4 5 周岁以上) 跖围均值情况( 单位：m m ) p 3 1 表1 9 中老年( 4 5 周岁以上) 人群男性脚型特征部位与脚长的比值( 单位：百分 比) p 3 1 表2 0 七大区域中老年( 4 5 周岁以上) 男性脚型特征数值对比表( 单位：m m ) p 3 3 表2 l 七大区域中老年( 4 5 周岁以上) 女性脚型特征数值对比表( 单位：m m ) p 3 5 表2 2 七大区域中老年( 4 5 周岁以上) 人群脚型特征对比分析 ( 单位：m m ) p 3 8 表2 3中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群脚长度平均值的数据对比( 单 位：m m ) p 3 9 表2 4 中老年女性( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群跖趾关节部位规律 的数据对比( 单位：m m ) p 4 0 表2 5中老年男性( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群跖趾关节部位规律 的数据对比( 单位：m m ) p 4 0 表2 6 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群跖围平均值变化 ( 单位：m m ) p 4 1 表2 7 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群脚型型号变化 ( 单位：m m ) p 4 1 表2 8中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群男性脚围向数据对比 ( 单位：m m ) p 4 2 表2 9 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群女性脚围向数据对比 ( 单位：m m ) p 4 2 表3 0 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群男性 脚宽特征部位尺寸数据对比( 单位：m m ) p 4 2 表3 l中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群女性 脚宽特征部位尺寸数据对比( 单位：m m ) p 4 3 表3 2 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群男性脚高度尺寸数据变化( 单 位：m m ) p 4 3 表3 3中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 4 5 岁人群女性脚高度尺寸数据变化( 单 位：m m ) p 4 4 表3 4 脚型主要特征值允许误差范围( 单位：m m ) p 4 5 表3 5中老年( 4 5 周岁以上) 男性部分脚型规律误差值的计算p 4 5 表3 6 中老年( 4 5 周岁以上) 女性部分脚型规律误差值的计算p 4 6 表3 7 跖围允许误差值的计算( 单位：m m ) p 4 6 表3 8 本项目中老年( 4 5 周岁以上) 脚型规律的跖围增量计算( 单位：m m ) p 4 6 表3 92 5 4 5 岁人群脚型规律的跖围增量计算( 单位：m m ) p 4 7 表4 0 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群脚型规律对比 ( 单位：m r n ) p 4 7 表4 1 中老年( 4 5 周岁以上) 人群脚型规律表( 单位：百分比) p 4 7 表4 2 中老年( 4 5 周岁以上) 人群与2 5 - 4 5 岁人群脚型规律对比表 ( 单位：百分比) p 4 8 表4 3 中老年人群拇外翻发病的性别差异( 占总人数的百分比) ( 单位：百分比) p 5 0 表4 4 全国各大区域中老年拇外翻畸形统计表( 单位：百分比) p 5 0 表4 5 不同职业中老年人的拇外翻发病率( 单位：百分比) p 5 1 表4 6中老年女性平足症发病率与年龄变化( 单位：百分比) p 5 2 表4 7中老年男性平足症发病率与年龄变化( 单位：百分比) p 5 2 表4 8 男式素头皮鞋楦底部位系数的计算( 单位：m m ) p 5 6 表4 9 男式素头皮鞋楦2 5 0 号跟高2 5 m m 楦底部设计尺寸举例 ( 单位：m m ) p 5 7 表5 0 中老年男组8 类典型性鞋楦设计类别表p 7 0 表5 l 中老年女组8 类典型性鞋楦设计类别表p 7 0 表5 22 5 m m 跟高中老年男式素头鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 2 表5 32 5 m m 跟高中老年男式舌式鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 3 表5 42 5 r a m 跟高中老年男式三节头鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 4 表5 52 0 m m 跟高中老年男式中帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 5 表5 62 0 m m 跟高中老年男式高帮运动鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 6 表5 7o m m 跟高中老年男式模压球鞋楦( 胶鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 7 表5 82 0 m m 跟高中老年男式橡筋布鞋楦( 布鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 8 表5 9o m m 跟高中老年男式小圆口布鞋楦( 布鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 7 9 表6 03 0 m m 跟高中老年女式素头鞋楦( 皮鞋类) 设计数掘表( 单位：m m ) p 8 0 表6 12 0 m m 跟高中老年女式浅口鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 8 1 表6 2 表6 3 p 8 3 表“ p 8 4 表6 5 表6 6 表6 7 3 0 m m 跟高中老年女式舌式鞋楦( 皮鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 8 2 2 0 r a m 跟高中老年女式中帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) 2 0 m m 跟高中老年女式高帮运动鞋楦( 运动鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) o m m 跟高中老年女式模压球鞋楦( 胶鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 8 5 2 0 m m 跟高中老年女式舌式棉鞋楦( 布鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 8 6 2 0 m m 跟高中老年女式圆口鞋楦( 布鞋类) 设计数据表( 单位：m m ) p 8 7 中老年脚型规律j 相关数，化牲楦研究 北京服装学院顺i j 学位论文 绪论 一个国家国民的平均寿命是衡量社会文明、社会进步水平、科学技术发展程 度的重要依据，2 0 1 0 年我国6 0 岁及以上老年人口将达到1 7 4 亿，约占总人口 的1 2 7 8 ，到2 0 5 0 年，6 0 岁及以上老人占比将超过3 0 达到4 5 亿，我国社会 将进入深度老龄化阶段。【l 】 中医学认为：脚是人体的第二“心脏 ，是反映人体健康的晴雨表。足部拥 有人体各组织器官相对应的反射区，足部的每一个反射区都与其相同名的器官有 相似的生物学特性。可见足部与人体的健康关系十分密切，中老年人的足部健康 直接影响到中老年群体的整体健康水平。而足部健康与穿什么样的鞋有着密切联 系。据推算，全世界约有1 4 的人承受着不同程度脚病的痛苦，其原因大部分是 因为长期穿着不适合脚的鞋类产品造成的。美i 垂i t e m p l e 大学足部医学院调研表明 成年人脚病致病因素：5 由于过度运动，1 1 走路不平衡，1 8 身体随着年龄进 行退行性变化，6 4 穿鞋不当，2 不明原因。1 2 】 2 0 0 9 年中国生产各种鞋类超1 0 0 亿双，占世界制鞋总量6 5 左右，是世界 最大的鞋业制造基地。 3 1 但是其中只有很少一部分是针对中老年群体的，这是一 个一直被忽视的潜力巨大的市场。因此，探索中老年群体的脚型规律，改善针对 中老年群体的楦型数据，促进产业升级，制造出更加符合中老年脚型规律的鞋类 产品，尽可能保护中老年人脚部的健康，预防脚部各种病变，具有深远的社会意 义。 全文分为五个部分来探讨： 第一章：分析足部健康与人体健康的密切联系以及针对中老年脚型规律现有 的研究现状，阐述足部形态研究的具体方式方法。 第二章：阐明足部的形态构造及手工与三维脚型测量技术的应用；脚型样本 含量的计算方法以及怎样得出最符合人体脚型的楦型数据。 第三章：依托北京市教委科研项目“中国中老年脚型研究”项目中的采集数 i i i 信息水源：李黎，迈进老龄化 ：会的中国，嘹掣新闻捌刊，2 0 1 0 年l o ，丁刊 l ：l f 膏息水源十h 络资源：h t t p ：f i n a n c e q q c o m a 2 0 0 9 1 2 1 4 0 0 6 2 6 3 h t m 1 3 1 信息水源十纠络资源：中央政府门户嘲站w w w g o v c n l 中老年脚型规律i j 相关数，化牲楦研究北京服狄学院颀i ：学位论文 据，使用s p s s 4 软件进行各项足部形态的分析，以表格的方式得出结论。 第四章：阐述上述研究中的脚型各特征部位向鞋楦造型的转化方式。 第五章：经过脚型数据分析，得出最具典型性特征的中老年男性鞋楦数据8 组，中老年女性鞋楦数据8 组，共1 6 组具有代表性的数据，通过d e c a i mc r i s p i n 5 】 系统下的l a s t m a k e r 6 】系统进行样楦数字化建模，并用n e w l a s t 数字刻楦系统 7 1 进行鞋楦的实现。 本文研究内容涉及到人体生物力学、足部病理学、数据统计学、数据库学、 鞋楦设计、数字化鞋楦系统研究等各个方面的知识，跨越的角度比较宽，所以理 论梳理和设计实践探究难度较大，笔者尝试从“中老年脚型规律数据库 中汇总 分析出1 6 组最符合足部特征的楦型数据，应用数字化辅助设计手段进行鞋楦设 计。以实践来打开思维，为我国制鞋基础理论增加了创新点，目的是提升中老年 鞋类产品的穿着品质，促进科研数据与制鞋产业的有效结合，全面提高中国鞋类 产品的制鞋品质。 1 4 1 s p s s ：s p s s 软件足为质量改善、教育和研究膨用领域提供统计软件和服务的f 照用软件。 1 5 1d e l c a mc r i s p i n 足一皋十p c 运行的专业制鞋c a d c a m 系统，包含从鞋碹、鞋款设汁到2 d 样板 t 程、样板级方欠和牲 t 玎制等多个软件模块，每个模块都口j 以独以运行，为制眭提供r 鞋类2 d 、3 d 改汁、 造型、逆向t 程、放码、制造( 包插t 岂) 的j j j 能属忡。 1 6 1l a s t m a k e r 足d e l c a mc r i s p i n 鞋类c a d 系统中针对牲楦i 殳计的软件模块。 l - n e w l a s t 数，刎楦系统足恋人利n e w l a s t 公d 制造的数。：化牲楦成型系统。 2 中老年j i 坪犟姚律j 相关数，化毕圭楦研究北京 】忮狄学院颁i ：学位论文 1 中老年脚型研究的发展概况 1 1 课题研究意义 人体的足部是由2 6 块骨骼、3 3 个关节、1 2 6 根韧带、肌肉和神经构成的 一个如同多层网状的复杂结构。它的基本功能主要是支撑人体体重，缓冲和吸收 冲击力，产生向前的推力以及帮助调节、维持人体的平衡。【8 】因此，足的重要性 不言而喻。医学研究的临床资料表明，除先天畸形外，足部疾患大多是后天获得 性的。从中国皮革和制鞋工业研究院公布的调研报告中可以看到老年人的脚更容 易受到损伤，中老年人因骨骼及身体发生退行性变化，脚部畸型发病率很高，适 合他们的鞋很少。例如拇外翻这种疾病在中老年人群中的发病率占到2 0 ，是仅 次于膝关节炎，骨质酥松的第三大疾病，这与生活方式逐步西化有着密切联系； 但是据统计，在患脚疾的人群中除五分之一属于先天性外，其余五分之四属于穿 鞋不当造成的。【9 】中国护足周的调查发现中老年人中7 5 的有足部疾病，这些疾 病不仅可以导致足部疼痛不适，还可以导致踝关节、膝关节、髋关节及腰椎关节 变形使相应部位产生酸痛等症状。我国制鞋行业内现行鞋楦制造标准中，没有明 确的中老年鞋楦标准，而是以2 0 岁至4 0 岁的中年轻年人为脚型样本制定的，严 重偏离了中老年脚型的规律。而当前针对中老年人的鞋类品牌很少，技术研发的 力度远远不够，造成没有一个针对中老年的鞋楦标准，进而中老年人很难买到自 己合适的鞋，中老年的足部健康指数一直落后于西方发达国家。脚型规律是一个 国家关于主体民族人体参数的组成部分，是人体固有特征及基本身体素质的标 志。如黑头发、黑眼睛、黄皮肤等都能明显的显示出中国人的特征。研究脚型规 律，首先是为制订国家相关标准提供基本数据，有利于制鞋工业的标准化、规范 化和部件装配化生产，提高生产效率。同时，也可以对鞋楦设计、帮样设计，合 理安排批量生产及商业销售等起指导作用。从世界鞋业科技发展趋势来看，已经 在制鞋领域引入如人体生物力学、人体工效学等相关学科；对于脚型规律的研究 具有重要的研究价值。脚型规律是通过对大量脚型测量资料的分析、统计、汇总 和计算，所得出的脚型各特征部位的规律和各特征部位问相互关系的规律。所以 p q 庀理，鞋揎改汁j 制作2 0 0 6 年2 门第一版，第p u 章第一节。 州中困皮革j 制牲研究院，固家公益研究项日中国人群脚型j 8 l ! 律研究技术撒告 3 中老年脚型规律。j 相关数，化鞋楦形f 究北京服裟学院顾l j 学位论文 针对中老年人群的脚型规律研究是中老年群体楦型设计的基础，而更加符合我国 中老年群体的楦型数据对于提升该群体鞋类产品的健康品质又是关键因素。因此， 针对中老年群体展丌足部形态规律的研究，并将其与鞋楦设计结合，对于改善中 老年群体的足部健康以至于全身健康具有重要的经济与社会价值，可以说是十分 必要的。 1 2 相关研究现状 图1 研究意义示意图 1 2 1中老年的足部形态研究现状 目前，关于中国中老年( 4 5 周岁以上) 群体的足部形态研究主要集中于临 床医学类，主要是从医学角度出发，进行足部骨骼与肌肉病理的研究。针对制鞋 行业的脚型规律一直都是由中国皮革与制鞋研究院进行着相关研究。建国以后， 于1 9 6 5 年至1 9 6 8 年的三年时间中，我国开展第一次全国性脚型调查，并根据当 时的调查结果，总结出了当时“中国人的脚型规律”，在此基础上制订了中国 鞋楦与鞋号的标准其中包括了当时中老年群体的足部特征与鞋楦标准。随着时 代的发展，2 0 0 1 年4 月中国皮革和制鞋工业研究院与温州鹿艺鞋楦有限公司、 温州同泰鞋业共同丌展了国家级大型公益科研项目中国人群脚型规律的研究 该项目重新按照当前人群的脚型制定了新的鞋楦标准。这项科研于2 0 0 4 年底结 束，研究了中国人群脚型特征及其变化趋势，制订了新的中国鞋号鞋楦系列尺寸 标准，弥补了我国制鞋行业脚与楦、脚与鞋之关系的基础理论方面的不足等。其 余研究都属地区性的科研行为，浙江工贸职业技术学院2 0 0 8 年针对温州地区做 过老年人脚型规律的研究，建立了地区性脚型数据库，并制成了老年人舒适保健 鞋等相关鞋类产品。目f j i f ，两次脚型规律以及鞋类制造行业内针对4 5 岁以上的 中老年人的脚型数据研究都还不是十分的完善，原因就是当前鞋类产品的主力消 4 中老年脚型规律j 相关数。，化牲楦研究北京服装学院硕i j 学位论文 费群体都集中在1 8 4 5 岁的年龄段。据统计，1 8 5 5 岁的人群一年消费鞋类产品 均值是1 8 7 0 元，而5 5 岁一8 0 岁的人群年均消费仅为5 3 7 元，【m 】所以结果就是所 有的制鞋企业都将所有的技术力量投入到1 8 5 5 岁的消费阶层中，不断改善鞋类 产品的设计与舒适性，而针对中老年鞋类产品则很少投入研发精力。当前针对中 老年人的鞋类品牌比较少，技术研发的力度最为欠缺，行业内没有一个针对中老 年群体统一的鞋楦标准，进而中老年人很难买到自己合适的鞋，中老年的足部健 康指数一直落后于西方发达国家。 1 2 2 数字化鞋楦技术的研究现状 鞋楦是鞋的成型模具，它不仅决定着鞋的造型和式样，更重要的是决定着鞋 穿着的舒适与否，是所有鞋产品设计的基础。随着c a d c a m 的发展，上世纪六 十年代，以美国、意大利、德国等为代表的世界制鞋发达国家在数字化鞋楦设计 与制造方面开展了深入研究。九十年代，我国台湾、广东、浙江等鞋业发达地区 的科研机构在研究和开发上也呈现一片生机。整体上，国内外已经形成了成熟的 鞋类c a d c a m 】系统，并应用于制鞋生产的各个流程。目前，国内外鞋楦数字 化技术，大致有接触式测量、激光扫描和立体视觉等三种方法。数字化鞋楦造型 系统一般作为单独模块存在于数字化的鞋类整体造型系统之中，为鞋楦展平、 1 2 1 取跷设计、【1 3 】三维效果实现等共存模块服务，也可以与数字化鞋楦雕刻系统连 接，生成样楦【1 4 1 产品。 由于鞋楦设计生产在制鞋过程中的显著地位，鞋楦c a d 制约了整个鞋类 c a d 系统的功能。当前，高端鞋楦数字化系统的核心技术都掌握在国外发达国 家手中，在整个制鞋行业中应用最广泛也最具权威性的代表有：英国达尔康公司 的d e l c a mc r i s p i n 三维鞋类制造系统，英国c l a r k s 公司的s h o e m a s t e r c a d ，以色 列思美创公司的c i m a t r o nc a d c a m 系统，意大利n e w l a s t 公司的n e w l a s t c a d c a m 等。我国制鞋行业中的大型鞋类制造企业几乎全都已经采用数字化鞋 楦设计的模式，可以说数字化的鞋楦输入与输出技术在制鞋行业的应用已经十分 l “i l 信息水源十网络资源：中母商业信息网h t t p ：w w w c n c i c o r g l 鞋类c a d ：计算机辅助设计筝圭类产品，粒类c a m ：计算机辅助制造鞋类产品。 1 1 2 j 牲楦j f 芝r ：n ：芊圭类c a d 中的操作术语，口，以将n ：三维鞋碹l ：的i 殳汁线条转化为_ 二维样”输。 i j 取跷设计：取跷作为制苄+ 的关键技术j e 目的足将曲血部件转换为、i ，曲部件，达到对称制版的的效果。 1 1 4 1 样揎：牲楦和：人批量生产前，首先婴生成样本鞋楦，对样楦各个部位进行榆验，尤议后方口n 垃行批量生 产。 5 中老年脚掣】3 l ! 律j 相关数。，化牲楦研究北京服裴学院倾i j 学位论文 成熟。作为国家重点实验室的浙江大学人工智能研究所近年来一直致力于数字化 鞋楦技术的研究，并在数字化定制鞋楦方面取得了丰硕成果。数字化的鞋楦造型 系统对于制造高品质鞋楦打下良好的基础，促使传统制鞋行业产生了深刻变化。 1 2 3 对现有研究的分析 1 研究内容 随着年龄的增长，中老年人脚部发生退行性变化，脚部肌肉、韧带慢慢老 化，其维持足弓的能力下降，当站立负重时，就出现足弓塌陷甚至消失，行走时 双脚往往处于外翻位，引起踝关节扭曲，导致下肢负重力线不直。这样也造成了 踝关节、膝关节的不平衡受力，而加重了膝、踝关节的慢性损伤。脚底的皮肤肌 肉变软，皮下脂肪变薄，走路时脚部骨骼直接受来自到地面的冲击，容易引起疼 痛。4 5 岁以上的中老年群体中，7 5 的有各类足部疾病，其中具有代表性的拇外 翻占到约2 0 ，各类足部疾病导致足部骨骼发生的变化，直接影响到中老年人的 生活品质。 我国1 9 6 8 年与2 0 0 1 年的两次全国性脚型调查研究中针对中老年群体的脚型 数据库建设还不是十分完善，研究成果也没有在鞋类制造行业广泛应用。目前我 国鞋类品牌中针对中老年群体的鞋类产品只占到5 左右。老年人对鞋的需求首 要是舒适，可是市场上的皮鞋穿着不舒服，运动鞋稍显笨重，休闲鞋款式太时尚， 老年人大多有各类脚病，所以想买到称心如意的鞋十分困难。由于所占市场份额 太小，鞋类制造商认为老年人消费意愿和消费能力的下降会导致利润降低，所以 针对中老年群体鞋类研发的投入一直都很欠缺。随着我国老龄化进程的加速，老 年人比重的增加必然带来对于鞋类产品的需求，相关针对性的研究也显得十分必 要。 6 中老年脚掣脱律j 相关数，化鞋楦研究北京服裴学院硕i j 学位论文 图22 0 0 9 年中国鞋类产品销售额比重 ( 中华商业信息网h t t p ：w w w c n c i c o r 2 ) 2 研究方法 现有关于中老年足部形态的研究主要通过测量裸足站立时足部关键部位的 尺寸，测量的内容有：跖围、跗围、兜跟围、脚腕围长、腿肚围长、膝下围长、 膝下高度、腿肚高度、脚腕高度、外踝骨高度、后跟突点高度、舟上弯点高度、 前跗骨高度、第一跖趾关节高度、拇趾高度、脚长、拇趾脚印宽、拇趾轮廓宽、 小趾脚印宽、小趾轮廓宽、第一跖趾脚印宽、第一跖趾轮廓宽、第五跖趾脚印宽、 第五跖趾轮廓宽、腰窝脚印宽、内腰窝轮廓宽上、内腰窝轮廓宽下、外腰窝轮廓 宽上、外腰窝轮廓宽下、腰窝轮廓宽上、踵心全宽、拇指边距、小趾边距、第一 跖趾边距、第五跖趾边距、腰窝边距、踵心里边距、踵心外边距、足弓印记长。 脚型规律的研究利用统计学原理，分析以上数据得出相关规律。 手工的脚型测量方式完整测量时问是1 5 1 8 分钟，由于采集数据的量很大， 所以工作量非常大。随着科学技术的发展，计算机技术丌始应用于皮革行业，三 维足部激光扫描机的出现，极大的提高了测量效率，它采用波长6 7 0 r a m 可见红色 光谱，测量时间缩短为2 0 秒，精确度大大提升，而且直接转化成为电子文档，可 以非常快速的输入数据库。三维脚型扫描技术可以获取包括脚型基本数据、脚型 横截面、脚型投影图在内的脚型数据，利用三维脚型测量技术可以加快和完善 脚型平面、三维数据库建设。当自订对于脚型规律数据的采集方式根据时间地点的 不同以手工与三维测量相结合的形式为主。 中老年脚型姚律j 相关数化鞋橙研究北京暇袈学院坝i ：学位论文 图3 三维足部激光扫描生成的足部各项数据 1 3 本文研究的内容和方法 1 3 1 研究内容 本文的研究分为中老年脚型规律的研究与运用数字化手段将足部数据向鞋 楦实物的转化两个模块。足部形态的研究建立在中国4 5 周岁以上中老年人脚型 数据库的基础上，该数据库所属北京市教委科研项目中国中老年脚型规律研 究具体研究内容针对影响中国中老年人脚型规律变化的因素，科研成员在我国 华北、华东、华中、东北、西北、西南、东南七大区域进行大规模的脚型测量， 深入考察了中老年脚型规律变化受到年龄、性别、地区和职业的不同影响。本