（皮革化学与工程专业论文）基于足部非接触测量系统的群体鞋楦尺寸研究.pdf

基于足部非接触测量系统的群体楦型尺寸研究摘要目前，制式服装及鞋帽在各行各业变得越来越流行，越来越普遍，如何在减少生产及配发困难的前提下，获得最大的适体率已受到广泛的关注。本文从制式鞋入手，使用足部非接触测量系统进行了针对特定群体设置单一肥瘦型的楦型尺寸的研究。首先，在介绍鞋号及鞋楦尺寸相关知识的基础上，总结了国内外鞋号及鞋楦尺寸的现状。通过对足部非接触测量系统的对比分析，选定了加拿大v o r u m 公司的足部非接触测量系统作为研究的工具。按照统计学原理确定了抽样方法及样本量后，利用v o r u m 系统中的y e t i 三维足部扫描仪，对特定群体中的7 0 3 名成年男子进行脚型扫描，每只脚输出了1 9 个足部数据。对v o r u m 系统输出的足部数据使用数学统计的方法分析了脚型规律，将实验所得的脚型规律与设定国家标准g b t3 2 9 2 1 9 8 2 中国鞋号及鞋楦系列时所测量的成年男子脚型规律作对比，得出该群体的脚型特征为：该人群的脚型呈现出偏长、偏瘦的特征，并且在偏瘦( 即围度变小) 的同时，出现宽度偏窄、高度偏厚的特征。通过对该群体男子脚长规律的分析可知，在针对该群体成年男子的号型设置中，应将2 7 0 m m 纳入到正常男子号型设置中。并将2 5 5 m m 替代2 5 0 m m 设置为该群体成年男子中间号。其次，对v o r u m 系统输出的足部数据进行相关性分析，根据脚型控制参数间的相关系数设置为脚型控制主参数。通过各尺寸项目间相关分析可知：在设置鞋号规格系统时，应该将跗背纳入划分标准中，与脚长、跖围一并作为鞋号规格划分的基础编码。因为跗背高度与脚长、跖围或脚宽( 现行一些鞋号规格体系中用到) 的相关性都较低，且跗背高度能加强对脚型的控制能力。即将脚长、跖围与跗背高度作为脚型控制主参数。但本文仅选取脚长与跖围作为主参数。并在对脚型控制主参数进行正态性验证后，合成基于脚长和跖围的双变量正态分布，建立二者的双变量概率分布函数。根据双变量正态分布的规律，求出覆盖率最大的号型划分。在本文提出的鞋号规格系统中脚长的设置与国标相同，1 0 m m 为相邻两号间的号差，5 m m 为半号差。但各号中的跖围不采用等差形式，其值为：各脚长值下一维正态分布的峰值。然后建立各脚型控制辅参数基于主参数的线性回归方程，求得各辅参数的在各号型下的数值。依据脚型与楦型的关系得出一套适合该群体的鞋楦尺寸系歹i j 。再次，本文先后进行了两次试穿实验，两次试穿鞋除鞋楦尺寸外款式及材料等相同。第一次试穿鞋楦是参照国家标准为g b t3 2 9 2 1 9 8 2 中国鞋号及鞋楦系列中的尺寸制作的；第二次试穿鞋楦的尺寸为本文针对该群体设置的。统计两次试穿结果，采用基于成鞋的模糊综合评价来判定本文提出的鞋楦系统的舒适性满意度。通过对两次试穿结果进行基于鞋楦的成鞋舒适性模糊综合评价可知：本文所提出的鞋号及鞋楦尺寸比国标g b t 3 2 9 3 中国鞋号及鞋楦系列中的鞋楦尺寸的综合舒适性满意度较高，说明本文提出的鞋号及鞋楦尺寸较国标g b t 3 2 9 3 中国鞋号及鞋楦系列更适合该群体。最后，本文总结了针对特定群体设置鞋号及鞋楦尺寸的方法，将其变成一般规律，使其可推广运用到任一群体楦型尺寸的设计中。该方法为：使用非接触测量系统扫描群体脚型，导出数据进行相关分析得到脚型控制主参数，在此基础上建立关于主参数的多维正态分布函数得到适合该群体的号型设置，并根据脚型与鞋楦的关系计算出鞋楦尺寸系统。关键词：足部非接触测量系统，群体，鞋楦尺寸，双变量正态分布，模糊综合评价i ls t u d yo nt h es h o el a s ts i z e so fs p e c i f i cg r o u pb a s e do nt h ef o o tn o n - c o n t a c tm e a s u r e m e n ts y s t e m sa b s t r a c ta tp r e s e n t ，t h eu n i f o r mc l o t h i n g ，f o o t w e a ra n dc h a p e a u sb e c o m em o r ea n dm o r ep o p u l a r , a n dm o r ea n dm o r eu n i v e r s a l h o wt og e tt h em a x i m u mr a t eo ff i t t i n g ，u n d e rt h ep r e m i s eo fr e d u c i n gt h ed i f f i c u l t i e si np r o d u c i n ga n dd i s t r i b u t i n gt h eu n i f o r l n ，h a sb e e nw i d e s p r e a dc o n c e r n t h eu n i f o r n lf o o t w e a rw a sr e s e a r c h e di nt h i sp a p e r ，a n dt h ef o o tn o n - c o n t a c tm e a s u r i n gs y s t e mw a su s e dt od ot h er e s e a r c ha b o u ts e t t i n gt h es i z eo fs h o el a s tw i t has i n g l ec i r c u m f e r e n c e ，t a r g e t i n ga ts p e c i f i cg r o u p s f i r s to fa l l ，t h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h es h o es i z ea n ds h o el a s ts i z e sa th o m ea n da b r o a dw e r es u m m e du pa f t e rt h er e l a t i v ek n o w l e d g ei n t r o d u c e d c a n a d i a nv o r u mf o o tn o n c o n t a c tm e a s u r i n gs y s t e mw a ss e l e c t e da st h et o o l i nt h i sr e s e a r c ht h r o u g hc o m p a r i n ga n da n a l y z i n g t h ey e t i3 df o o ts c a n n e ri nt h ev o r u ms y s t e mw a su s e dt os c a l a7 0 3m e n sf e e to ft h es p e c i f i cg r o u p st h a tw a sr e s e a r c h e db yt h i sp a p e r ，a f t e rt h es a m p l i n gm e t h o da n ds a m p l ev o l u m ew e r ed e t e r m i n e da c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c a lp r i n c i p l e ，a n d19d a t ao fe a c hf o o tw a so u t p u tb yt h ef o o ts c a n n e r 砀ed a t ao u t p u t t e db yv o r u ms y s t e mw a su s e dt oa n a l y z et h er u l eo ff o o tt y p ea c c o r d i n gt ot h em a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c a lm e t h o d ，w h i c hw a sc o m p a r e dw i t ht h ea d u l tm a l et h er u l eo ff o o tt y p e ，b a s e do nw h i c ht h en a t i o n a ls t a n d a r dg b t3 2 9 2 19 8 2 c h i n e s es h o e ss i z ea n ds h o e sl a s ts e r i e s ”w a ss e t a n dt h ef e e tc h a r a c t e r i s t i c so ft h ea d u l tm e ni nt h i sg r o u pw e r et h a t ：t h eg r o u p sf e e tw e r el o n g e ra n dt h i n n e r ，a n dw h i l et h e i rf e e tw e r et h i n n e r( s m a l l e rc i r c u m f e r e n c e ) ，t h e yt u r n e dt ob en a r r o w e ra n dt h i c k e r t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ea d u l tm a l ef o o tl e n g t hi nt h i sg r o u p ，w ec o u l dk n o wt h a t ：w h e ns e t t i n gt h ea d u l tm a l es i z eo ft h ef o o t w e a r ，t h e2 7 0m ns h o u l db ei n t e g r a t e di n t ot h en o r m a lt y p eo fm a l es i z e ，a n d2 55m l t ls h o u l db et h em e d i a ls i z ei n s t e a do ft h e2 5 0i n l t l s e c o n d l y ，t h ed a t ao u t p u t t e db yt h ev o r u ms y s t e mw a sd o n et h ec o r r e l a t i o na n a l y s i s ，a n dt h em u t u a lc o e f f i c i e n to ft h ed a t aw a sc a l c u l a t e d ，t h e nt h ec o r r e l a t i o no ft h ef o o tc o n t r 0 1p a r a m e t e r sw a sf o u n do u t a c c o r d i n gt ot h ei i ic o r r e l a t i o na n a l y s i so ft h ef o o tc o n t r o lp a r a m e t e r s ，t h ew a i s th e i g h ts h o u l db eb r o u g h ti n t ot h ed i v i d i n gf a c t o r sw i t ht h ef o o tl e n g t ha n djo i n tg i r t hw h e ns e t t i n gt h es h o es i z es p e c i f i c a t i o ns y s t e m b e c a u s et h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nw a i s th e i g h ta n df o o tl e n g t h ，t h ej o i n tg i r t ha n db o t t o mw i d t h ( u s e di ns o m et h es h o es i z es p e c i f i c a t i o ns y s t e m ) w a sl o w ，a n dt h ef o o ts h a p ec a nb ec o n t r o l l e dd e t a i l e r ，s ot h ef o o tl e n g t h ，t h ej o i n tg i r t ha n dt h ew a i s th e i g h ts h o u l db es e tt ob et h em a i nf o o tc o n t r o lp a r a m e t e r s b u to n l yt h ef o o tl e n g t ha n djo i n tg i r t hw e r es e tt ob et h em a i nf o o tc o n t r o lp a r a m e t e r si nt h i sp a p e r a f t e rt h em a i nf o o tc o n t r o lp a r a m e t e r sw e r ed e m o n s t r a t e dt ob en o r m a ld i s t r i b u t i o n ，t h eb i v a r i a t en o r m a ld i s t r i b u t i o no ff o o tl e n g t ha n dj o i n tg i r t hw a ss y n t h e s i z e d ，a n dt h ep r o b a b i l i t yf u n c t i o no ft h eb i v a r i a t en o r m a ld i s t r i b u t i o nw a se s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt ot h ep r o b a b i l i t yf u n c t i o no ft h eb i v a r i a t en o r m a ld i s t r i b u t i o n ，t h ep a r t i t i o no ft h es h o es i z e ( f o o tl e n g t ha n djo i n tg i r t h ) w i t hl a r g e s tc o v e r a g ew a sf o u n do u t i nt h es h o es i z es p e c i f i c a t i o ns y s t e mw h i c hw a sp r o p o s e di nt h i sp a p e rt h ef o o tl e n g t hw a ss e tt h es a m ew i t hn a t i o n a ls t a n d a r d a n di n t e r v a lo fa d ja c e n ts h o es i z ew a s10 m m , w h i l e5 m mw a st h eh a l fi n t e r v a l b u tt h ej o i n tg i r t hi ne a c hs i z ew a s n te q u i v a l e n td e v i a t e i tw a st h ev a l u eo ft h ej o i n tg i r t ht h a tp e a ko ft h en o r m a ld i s t r i b u t ew a sg e tb yp u t t i n gt h ev a l u eo ft h ef o o tl e n g t hi ne a c hs i z ei n t ot h eb i v a r i a t en o r m a ld i s t r i b u t i o n t h e nt h el i n e a rr e g r e s s i o ne q u a t i o n so ft h ef o o tc o n t r o lp a r a m e t e r sb a s e do nt h em a i np a r a m e t e r sw e r ee s t a b l i s h e d p u t t i n gt h ep a r t i t i o no ft h em a i np a r a m e t e r si n t ot h er e g r e s s i o n ，t h ev a l u e so ft h ef o o tc o n t r o lp a r a m e t e r si ne a c hs i z ew o u l db ef i g u r e do u t t h e nt h es h o el a s ts i z e s e r i e sw h i c h w a ss u i t a b l ef o rt h eg r o u pw a sg e tb a s e do nt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h el a s ta n df o o t t h i r d l y ，t w i c ee x p e r i m e n t so ft r y i n go nt h es h o e sw e r ed o n es u c c e s s i v e l y ，a n dt h es t y l ea n dm a t e r i a lo ft h es h o e si nt w i c ee x p e r i m e n t sw e r es a m ee x c e p tt h el a s ts i z e s t h es h o el a s t si nt h ef i r s te x p e r i m e n tw e r ep r o d u c e da c c o r d i n gt ot h en a t i o n a ls t a n d a r dg b t3 2 9 2 - 19 8 2 c h i n e s es h o e ss i z ea n ds h o el a s ts e r i e s ，w h i l et h es e c o n d sw e r ep r o d u c e da c c o r d i n gt ot h es h o es i z ea n ds h o el a s tp u tf o r w a r di nt h i sp a p e r t h et w i c er e s u l t so ft h et r y i n go ne x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e ds t a t i s t i c a la n a l y s i s ，a n dt h ef u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nw a su s et op r o v et h a tt h es h o es i z ea n ds h o el a s tp u tf o r w a r db yt h i ss t u d yw e r em o r es u i t a b l ef o rt h eg r o u pb ys e t t i n gt h ef o o tt y p ec o n t r o lp a r a m e t e r sa st h ef a c t o r si vs e t sa n dg i v i n gt h ef a c t o r ss e t sd i f f e r e n tw e i g h ta c c o r d i n gt ot h e i ri m p o r t a n c e f i n a l l y t h em e t h o dt h a tt h es h o es i z ea n ds h o el a s tw a ss e ti nt h i ss t u d yw a ss u m m a r i z e da n dt u r n e di n t ot h eg e n e r a l l a w w h i c hc a nb ea p p l i e dt ot h ed e s i g no fa n yg r o u p s a n di tw a st h em e t h o dt h a t ：t h ed a t ao u t p u t t e db yt h ef o o tn o n - c o n t a c tm e a s u r i n gs y s t e mw h i c hw a su s e dt os c a nt h eg r o u p sf e e tw a sd o n et h ec o r r e l a t i o na n a l y s i st og e tt h ef o o tc o n t r o lp a r a m e t e r s ，w h i c hw a sb a s e do nt oe s t a b l i s ht h em u l t i d i m e n s i o n a ln o r m a ld i s t r i b u t i o nf u n c t i o ni no r d e rt os e ts h o es i z ew h i c hw a ss u i t a b l ef o rt h eg r o u p t h e nt h es h o el a s ts i z e ss y s t e mw a sc a l c u l a t e da c c o r d i n gt ot h er e l a t i o n s h i po ft h ef o o ta n ds h o el a s t k e yw o r d s ：f o o tn o n c o n t a c tm e a s u r i n gs y s t e m ，g r o u p ，s h o es i z ea n ds h o el a s ts i z e ，b i v a r i a t en o r m a ld i s t r i b u t i o n ，f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nvj cx cx mh cf ld cw cz cx cx kz wf wj kz kz gf gm g符号说明v l脚长楦底样长鞋码后容差放余量第一跖趾部位长第五跖趾部位长踵心部位长踵心到跖趾部位长踵心直宽跖围跗围基本宽度跖趾直宽足弓高跗背高拇趾高基于足部： # 接触测量系统的群体楦型尺寸研究原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：塑! 塞圣日期：2 q q 跬旦关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：殛聋导师签名：基于足部非接触测量系统的群体楦型尺寸研究1 绪论1 1 鞋号及鞋楦尺寸1 1 1 人脚的结构鞋从属于脚，并且被定义为人脚的保护者。作为制鞋的模具，鞋楦的设计必须要以脚为基础。因此彻底的了解脚的结构，对于脚的测量、鞋楦设计和制鞋至关重要。人脚由肌肉，骨头和关节组成。它支持身体并且帮助身体保持平衡及向前或向后移动【1 1 。人的每只脚都有2 6 块骨头。脚的骨头的俯视图如图1 - 1 所示，按功能来分，脚骨可i ：趾骨i i ：跖骨l h ：踝骨1 ：第一楔骨2 ：第二楔骨3 ：第三楔骨4 ：舟状骨5 ：骰骨6 ：距骨7 ：跟骨图1 1 脚的骨骼构造f i g1 - 1f o o tb o n e s以被分为三类：踝骨，跖骨和趾骨【舶。踝骨也被叫跗骨，在脚的后边。跗骨共有七块包括：第一、二、三楔骨、舟状骨、骰骨、距骨和跟骨( 分别为图l 一1 中1 7 ) 。在设计一双鞋楦时，不管鞋楦前部的风格被改变多么剧烈，鞋楦的背面部分几乎是一样的。通常，功能设计在鞋楦的后部，款式设计在前部。跖骨由5 块长的骨头组成，分别为第一、二、三、四和第五跖骨，在楦上它们通常指从腰窝内外怀到跖趾关节的部位。最后，趾骨由1 4 块骨头构成，其中两块属于大脚趾，另外四个脚趾各占三块。这个部分位于楦的最前端。脚的骨块相互连接成弓状结构成为脚弓。沿纵向的称为纵弓，横向的称为横弓。脚的纵弓有两个：在内侧的称为内纵弓，由舟状骨、距骨、三块楔骨和第一、二、三跖骨l-，i，ll-，珏，。一一，一h。f一一l陕两科技大学硕士学位论文构成，在外侧的称为外纵弓，由骰骨、跟骨和第四、五跖骨构成。脚的横弓也有两个：前横弓和后横弓。前横弓是由跖趾关节构成；后横弓由楔骨和骰骨构成。脚依靠脚弓的结构和附着的韧带而产生弹性。鞋楦设计必须考虑这四条足弓，否则容易造成平足，影响身体健康。关节即连接骨与骨之间的肌肉与韧带，由关节囊、关节腔和关节软骨组成。各骨块间形成了不同的关节，如距骨与腓骨( 下肢骨骼) 形成踝关节，跗骨与跖骨间为跗跖关节，各跖骨间为跖骨间关节，跖骨与跖骨间为跖趾关节，各趾骨间形成趾骨间关节1 3 】。熟悉和了解脚骨各关节的形成及其所处位置，对指导鞋楦设计，制造出的舒适合脚的鞋类产品是不可或缺的。、1 1 2 鞋号鞋号是表示鞋子大小、肥瘦的一种尺度。目前，各国鞋号的编码基本可以分为两大类：一类是基于鞋楦的直线长度，就像现在在法国、美国、和英国所使用的系统；另一类是基于脚的实际长度，包括目前的日本鞋号、世界标准鞋号和我国鞋号。以前，国内市场的鞋号十分混乱，除沿用外国鞋号外，各地都有自己的一套记号方法。但从总体上看，过去我国民用的皮、胶、布、塑四种鞋都是以鞋楦底长为记号基础，其形式和叫法上采用的是法国鞋号。皮鞋一般来讲，都是用的标准法国号，即以2 3 厘米为记号标准；布鞋最早采用的是市寸为记号单位，长度号差为一市分( 即3 3 3 m m ) ，鞋号的表示方法为7 寸8 ，7 寸9 等，但后来也改为了法国号的叫法，如将原来的市寸换算成市分再除以2 。如7 寸8 换算成7 8 分，再除以2 即为3 9 号。过去我国军鞋采用日本军鞋号，即1 5 号，1 号最大，5 号最小，鞋号长度等差是7 m m ，肥瘦号差是5 m m 。以后又在此基础上增加了一些号，如1 号以上增加了特号、特1 号和特2 号( 见表1 1 ) ；5 号以下又增加了6 号、7 号和8 号。特号与特号间的号差为1 4 m m ，肥瘦号差：特号到特1 号相差9 5 m m ；特l 号到特2 号相差1 2 m m 。表1 - 1 旧军鞋长、围系列t a b1 - 1o l ds h o el e n g t ha n dc i r c u m f e r e n c es e r i e so f t h em i l i t a r y在我国的旧鞋号中影响最大的是胶鞋鞋码。它是以楦全长为记号的依据。1 9 5 6 年以来，同一胶鞋码的楦全长各地都不一致。1 9 5 6 年以后，开始统一使用东北地区的记码公式，即楦全长等于鞋码乘以6 加2 2 m m ，由于没有肥瘦型，又不分品种，都一样长短，2基于足部非接触测量系统的群体楦型尺寸研究因此没法统一。这种旧胶鞋所谓的统一尺码，每码等差为6 m m ，码相差很大。它的楦底样长度的计算公式可写成：x c = 6 x x m + 2 2 - 4 + l = 6 x x m + 1 9式中4 m m 为胶鞋楦的后容差形似法码，实际上与法( 1 1 )l m m 为楦底曲线与直线的长度差( 近似值) 。旧的塑料鞋都是采用的上述胶鞋的记码方式，但只有拖鞋例外，用的是英国鞋号 4 1 。总之，鞋号非常混乱，给广大消费者买鞋、穿鞋带来很大的不便，不仅影响了生产的发展，还增加了商业管理的困难。鞋号不仅是鞋类产品的一种简单代号，而是一个国家或一个广义地区的脚型特点和规律的反映【5 1 。如法国、英国以及捷克等国家的鞋号都是根据欧洲地区人脚的特点与规律制定出来的。而欧洲人与亚洲人，尤其是我们中国人，由于生活环境、习惯和条件的不同，其脚型特点和规律是不一样的。前者的脚大多细长，后者大多短粗。于是我国在1 9 6 5 年和1 9 6 8 年两次深入各行业，对数十万消费者进行了大规模的脚型调查，制定了一套我国自己的统一新鞋号和鞋楦尺寸系列，并从1 9 7 1 年起逐步在全国范围内推广应用，通过十年的验证后于1 9 8 2 年制定g b t 3 2 9 3 1 9 8 2 中国鞋号及鞋楦系列。目前中国鞋号的特点有：( 1 ) 以脚长为基础编码；( 2 ) 中国鞋号从婴儿9 号开始到成年鞋3 0 号左右，以脚长为依据1 0 m m 为一个号，5 m m 为半个号，每个鞋号就全国而论，有五个肥瘦型，( 一) 型最瘦，( 五) 型最肥。型与型间相差7 m m ；半型差3 5 m m 。中国鞋号的表示方法为2 3 5 ( 2 5 ) ，意思是脚长为2 3 5 m m ，围度位二型半。1 1 3 鞋楦及鞋楦尺寸鞋楦是制鞋的基础和重要模具，在整个制鞋设计与生产中，鞋楦的造型决定了鞋的式样和型号，鞋型品种开发也是基于鞋楦来设计的【6 1 。鞋楦不仅是制作成鞋的模具，而且是设计帮样及鞋底件必不可少的工具。鞋楦的设计一方面要满足消费者的审美情趣，即外观形态美，包括头型、体态、底翘等；另一方面又必须满足脚对楦体的厚度、长度、宽度等等的具体要求，即鞋楦各部位宽窄、饱满度、弧度、跗背高低符合脚的特征。只有选用好的楦型，才可能设计出好的样品，生产出高质量高品位的鞋子【_ 7 1 。鞋楦的设计既要依据人的脚型规律，但又并非是人的脚型的简单重复，似脚非脚，是对脚型的抽象和升华，是人脚科学的美化和艺术化的结果。人脚与楦型的关系【弘9 】：( 1 ) 脚长与楦长鞋楦底样长与人脚长应满足下式：，3陕两科技大学硕士学位论文x c - j c 十f l h c ；( 1 - 2 )这里，放余量是人脚在鞋腔内的运动余量与鞋头部式样变化的综合。人行走时，脚在鞋内需有一定的活动余地，以便作弯曲伸长移动，移动范围一般在5 - 8 m m 。若没有放余量，鞋就会紧紧地箍住人脚，妨碍人脚发挥功能，甚至顶伤、磨破脚趾。而鞋的结构式样各异，尤其头部式样变化繁多，对于不同的头型，鞋的放余量也各异。通常鞋的头部式样越尖，楦长比脚长增加量越大，反之相应减少。后容差是为了使鞋能包住脚跟，防止人在行走运动时掉鞋，及避免出现拖跟、塌跟和坐跟等毛病而确定的。放余量与后容差数值的确定是根据意念中的造型而设计的，并根据数值的情况决定靴鞋的造型美感。( 2 ) 脚围长与楦围长一般规律是脚的围长不等于楦的围长，围长是脚肥瘦的主要标志，鞋楦的肥瘦是依据脚的围长确定的，但同时又决定了鞋内腔的活动空间。鞋楦的围度主要包括跖围、跗围和兜跟围。跖围是人行走时发生弯曲的部位，这一部位的肉体比较圆滑饱满，楦体这一部位的围长及肉体安排应同人脚实际接近，穿着才舒服。跗围指脚心至脚背的围长。倘若鞋楦跗围太小，成鞋会挤压脚背；反之若是太大，则成鞋不跟脚，行走时容易脱落。鞋楦跗围应基本上与脚跗围相等或因意念造型的需要略小或略大些，鞋穿起来才舒服。兜跟围指脚后跟至脚腕处的围度，是人行走及活动的关键部位。一般规律是楦兜跟围须大于脚兜跟围，以便于人行走活动以及穿、脱鞋。鞋楦的跷势合理与否，决定了鞋穿着时是否舒适。( 3 ) 脚型宽度与楦型宽度鞋楦的宽度通常也不等于人脚的宽度，楦型宽度指楦底盘的宽度，它与人脚宽度的关系是楦底盘各部位宽度必须在脚印与脚的轮廓线之间，各边距的数值应根据造型设计的诸因素取最佳值确定基本宽度。宽度过窄，成鞋夹脚，过宽则“太旷”且不经济。脚型腰窝里段肉体呈拱形向上过渡，而脚底面很窄，腰窝处的活动量较小。该部位曲线圆滑，曲面犹如半个球面的一半。脚踵心宽度略小于楦踵心宽度以确保人在直立和劳动时受负荷变形的容量。( 4 ) 脚的前趾部位与楦的前趾部位脚有分开的五只脚趾，而楦的前趾部却是闭合的整体；( 5 ) 人脚与楦的其他差异跟高和前跷：鞋楦有跟高和前跷，而脚则没有。鞋楦的前跷和跟高成反比。鞋楦的4基于足部1 接触测量系统的群体楦型尺寸研究跷势合理与否，是保证鞋穿着舒适的重要因素。鞋楦尺寸是根据脚型规律及其相关的科学原理制定出来的。我们通常把同一类型的，按一定规律排列的、具有不同尺寸的鞋楦称为鞋楦尺寸系列。鞋楦尺寸一般可以分为两类，一类是楦体各特征部位的尺寸，从该尺寸表中可以很容易的计算任何号型的楦身各特征部位的全部尺寸，既方便生产，又方便应用，例如女素头皮鞋标准中号( 2 3 0 ) 跟高为5 0 楦体尺寸表( 如表1 2 所示) 【1 0 1 ；另一类是楦体长、围、宽主要特征部位尺寸系列，例如女素头皮鞋标准中号( 2 3 0 ) 跟高为5 0 楦长、围、宽尺寸表( 如表l 一3 所示) ，由于部位尺寸少，简单明了，很容易了解该品种鞋楦的变化规律。根据我国鞋号标准，人脚的长度及跖围决定了鞋号，从而决定了鞋楦尺寸。对于特定群体而言，若采用国家标准在单一肥瘦型下只可获取3 0 的满意度，若想在单一肥瘦型的情况下，得到较高的舒适性满意度，则需要对该群体的脚型规律进行研究，设置适合该群体的鞋号系统。表1 - 2 女素头皮鞋楦体尺寸t a bl - 2s i z eo ft h ef e m a l ep l a i nl e a m e rs h o el a s t5陕两科技大学硕士学位论文踵心全宽6 6 6 2 j k5 0 15 0 95 1 7士0 8 0总前跷1 9 6 8 z w5 8 65 9 56 0 44 - 0 8 6前跷5 9 5 z w9 81 01 0 2士0 1 7后跟高2 2 8 8 z w7 8 78 08 1 34 - 1 1 1头厚7 5 5 z w1 6 21 6 51 6 84 - 0 2 6后跟突高点9 2 9 z w2 02 0 32 0 6后身高3 0 2 1 z w6 56 66 7 1前掌凸度2 2 9 z w4 955 1底心凹度2 9 7 z w7 988 1踵心凸度1 3 7 z w333 1统口宽9 1 5 z w1 9 72 02 0 3统口长3 7 1 9 x c9 09 09 0士o 3 2士1 0 5士o 0 8士o 1 34 - 0 0 54 - 0 3 2士1 8 6楦斜长9 7 4 4 x c2 3 1 62 3 1 62 3 1 64 - 4 7 9表1 - 3 女素头皮鞋楦长、围、宽尺寸t a b1 - 3l e n g t h ，c i r c u m f e r e n c ea n dw i d t ho f t h ef e m a l ep l a i nl e a t h e rs h o el a s t中国鞋号型号楦底样长2 3 02 4 2等差跖围2 1 5士3 5跗围2 1 24 - 3 5一型基本宽度7 6 4士1 2踵心宽度5 0 9士o 8跖围2 1 8 54 - 3 5跗围2 1 5 54 - 3 5一型半基本宽度7 7 64 - 1 2踵心宽度5 1 7士o 8跖围2 2 24 - 3 5跗围2 1 94 - 3 5二型基本宽度7 8 8士1 2踵心宽度5 2 5士o 86基于足部1 f 接触测量系统的群体楦型尺寸研究1 2 国内鞋号及鞋楦尺寸的现状1 2 1 大陆鞋号及鞋楦尺寸现状a 大陆鞋号我国近几十年对鞋号及鞋楦尺寸进行了许多研究，轻工、化工行业在1 9 6 5 年和1 9 6 8年两次深入各行业，对数十万消费者进行了大规模的脚型调查，于上世纪7 0 年代初，中国鞋业轻工业部制鞋研究所制定了统一的鞋号与楦型系列标准，在试推行十年后确定了国标g b t 3 2 9 3 1 9 8 2 中国鞋号及鞋楦系列，从而结束了在中国鞋市上法码、市寸、日本号、英寸、捷克号等鞋号混乱的局面。这项基础工作建立在2 5 万余人次脚型测量的基础上，全国统一鞋号与楦型系列是基于脚长制，即脚长2 5 0 e m 的人穿任何品种和类别的鞋都是2 5 号，这与法码、英、美号型是不同的。几年以后，这种号型被国际鞋业界公认，今日的国际鞋号也是基于脚长制，不过是以毫米( n l i l l ) 来表示长度号了。因此，当全球经济一体化，度量衡尽量与国际接轨的今天，中国鞋号在很大程度上减少了在遇方面的难度【1 1 】。1 9 9 8 年国家技术监督局对g b t 3 2 9 3 中国鞋号及鞋楦系列进行了修改，颁布了g b t 3 2 9 3 1 1 9 9 8 鞋号。该标准是在1 9 8 2 年版实施十四年以来的基础上修订的，将辎号由厘米制改为毫米制，且更改了肥瘦型的表示方式。例如将1 日中国鞋号2 5 ( 三型半)改为新中国鞋号2 5 0 ( 3 5 ) 1 1 2 。b 区分人脚号型的基本部位在g b t 3 2 9 3 中国鞋号及鞋楦系列中区分人脚号型的基本部位为脚长与跖围，脚长决定“号”，跖围决定“型”。例如某人脚长为2 5 0 m m 、跖围为2 5 0 m m ，根据中国鞋号及鞋楦系列此人所穿的鞋为2 5 0 ( 3 5 ) 。然而用脚长与跖围两个数据是否能够很好的划分脚型呢? 受国外鞋号系统的影响，不少研究提出应将脚宽等尺寸纳入基本部位。例如，从1 9 8 5 年至1 9 8 8 年，我国进行了全国成年人人体尺寸测量，并制定了中国成年人人体尺寸国家标准，给出了我国成年人脚的基本尺寸数据( 足长、足宽) 。此次共测7 4 项目，其中脚的测量有足长、足宽和足斜宽共3 项，作为我国人口脚部主参数尺寸( 即基本部位) 。另外，国家技术监督局还发布了g b t 3 2 9 4 1 9 9 8 鞋楦尺寸检验方法，该标准在鞋楦测量量具、楦体端正的检测以及有关示图均有变更，使之进一步提高标准化程度，便于操作。条款增加了鞋楦有关宽度的检测方法，突出说明宽度在鞋楦尺寸中的重要性【1 3 1 4 】0c 脚型测量的方式目前，脚型测量的方式可以分为两种：接触式测量与非接触测量。过去的脚型研究7陕两科技大学硕士学位论文包括制定g b t 3 2 9 3 中国鞋号及鞋楦系列都采用接触式测量。随着光电技术的发展和计算机c a d c a m 技术的成熟，越来越多的机构都了采用足部非接触测量系统进行脚型测量，并进行了脚型规律的分析。因为虽然接触式测量较为简单、易操作，但有劳动强度大、效率低、准确性差等诸多人为因素，且不能准确地描述出足部形状。例如，2 0 0 3 年3 月，我国温州市首次采用足部非接触式测量方法对华东地区的人体脚型进行了数据采集。在此次脚型测量过程中采用了德国t e c m a t h 三维非接触激光扫描系统进行足部扫描，并在a u t o c a d 中对足部三维图像进行了关键部位的数据采集，大大提高了工作效率和准确性，弥补了接触式测量的不足。随着足部非接触测量系统的广泛应用，尤其是激光扫描型足部非接触系统的出现，使得测量从前靠接触式测量无法测得的脚型数据变得可行，例如足弓高度等。因此，足部非接触测量系统大大拓宽了脚型基本部位的选择范围。然而大多数使用足部非接触测量系统研究都只停留在脚型规律的研究，并没有深入到鞋楦尺寸，与成鞋的舒适性结合在一起。1 2 2 台湾鞋号及鞋楦尺寸现状目前在我国台湾省使用的鞋号规格系统有点混乱。因为由于历史原因，在台湾既存在旧时的上海鞋号标识又有台湾本土的鞋号系统。按传统，在台湾一尺大约是3 0 3 c m ，而旧上海的一尺是大约2 8 5 e r a 。鞋号规格系统的范围从4 2 到9 4 。两个相邻鞋号之间，男士正装鞋可能就差3 - - - 6 m m ，运动鞋差1 0 m m 。至于跖围，如果是4 2 到6 2 号，则一个号是4 m m ，如果是6 4 到9 4 号，则一个号是5 m m 。最后在底部宽度上每一个号都以6 m m 增加。在我国台湾省的人体测量研究最早始1 9 6 4 年，主要集中在高度和重量上。直到1 9 8 2脚和鞋的测量工作才正式开始。主要研究项目包括市场调研，功能和运动穿着品质的研究，尤其集中在脚的静止和动态的试验和分析。关于脚型测量的研究真正始于1 9 8 6 年到1 9 9 0 年。但是测量项目并不充分，并且各种测量方法都不一致。从1 9 9 3 年到1 9 9 5 年，台湾进行关于脚测量和鞋楦设计的研究。重点都放在脚形状数据的收集及分析，鞋楦的制作以及样品鞋的制作与修改上。1 3 国外鞋号及鞋楦尺寸的现状关于鞋号及鞋楦尺寸，各国都有自己的规定。国际上较有影响力的有英国鞋号及鞋楦尺寸系统、法国鞋号及鞋楦尺寸系统、日本鞋号规格系统以及国际标准鞋号规格系统。其中前两个系统是针对鞋楦的，而后两个系统是针对人脚的。1 3 1 英美鞋号规格系统在全部的系统中，英国鞋号及鞋楦尺寸系统开发得最早并且目前运用在英国、澳大利亚、南非和欧洲大陆。零号鞋楦的直线长度是4 英寸，且每增长个号就增长8 4 6 m m ，基于足部非接触测量系统的群体楦型尺寸研究即在一个英寸中有三个号。从围度上来看，一个型将增加或者减少6 3 5 m m ，即在一个英寸内有四个型。将围度尺寸转换成底部宽度，即一个型相当于2 1 2 m m 。在英国鞋号及鞋楦尺寸系统中经常使用半个号。美国鞋号及鞋楦尺寸系统源于英国并且在美国受到广泛的使用。零号鞋楦的直线长