一种基于AutoCAD软件的素头皮鞋鞋楦底样参数化制图方法与流程

一种基于autocad软件的素头皮鞋鞋楦底样参数化制图方法
技术领域
1.本发明涉及鞋楦制作技术领域，具体涉及到一种参数化素头皮鞋鞋楦底样板的绘制方法。


背景技术：

2.鞋楦是辅助鞋类成型的模具，是制鞋的基本装备。鞋楦设计是鞋类设计之首，涉及到人体解剖学、人体工学、力学、工艺学、美学等多种学科。鞋楦对鞋的造型美观性、合脚性、安全性都有着重要影响。目前鞋楦的制作基本是由设计师根据国家标准尺寸的数据设计出中间号的标准鞋楦，再在此基础上加以修改得到其他号型的鞋楦。如今人们对于鞋的时尚性更为关注，个性定制的需求逐渐增强，传统的鞋尺码规格由按一定级差归档的尺寸组合而成，不能满足人脚型个体差异的定制需求。
3.鞋楦底样设计是设计鞋楦的基础，也是鞋底、鞋垫等鞋底部件样板设计的依据。制取楦底样板可以采取复制其他楦底样板、复制其他鞋楦底面、将鞋内底、鞋外底还原等方式，这类方法缺少原创性。目前的鞋楦底样设计分为楦底样长度设计与宽度设计，制作时参考国家标准尺寸进行绘制，不同的鞋楦需要设计绘制不同的鞋楦底样，这大大增加了重复性劳动。
4.autocad软件自2010版以来便提供了参数化绘图工具，其中包括两种约束类型：几何约束与尺寸标注约束。
5.几何约束用于定义图形各对象之间的几何关系。用户可以通过几何约束确保图形对象之间的准确位置关系。约束类型包括：重合、共线、平行、垂直、同心、相切等。
6.标注约束用于约束对象的距离、角度、半径和直径，标注约束可以锁定对象并保持对象的固定尺寸，可以通过修改参数和表达式来更改约束对象的尺寸。用户建立的约束数值或关系式将被系统记录在参数化管理器中。
7.通过autocad软件的参数化工具为图形对象之间添加几何约束和尺寸约束。通过定义参数和建立函数关系式，使图形对象间生成关联约束，构建参数化模型。用户可以利用几何约束和标注约束强制执行各种设计和修改。通过修改参数和函数关系式，可以驱动原始图形自动生成新图形。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提出一种便捷、高效生成素头皮鞋鞋楦底样的制图方法，旨在快速准确地形成鞋楦底样，同时通过参数化实现修改基本数据从而快速改变尺寸大小，以适应不同鞋楦底样变化的需求，因此参数化鞋楦底样制图方法不仅能够去除重复性劳动，提高生产效率，还能够满足尺码规格的无极变化和差异化组合的需要，同时维持鞋底样板制图的精确性和稳定性。
9.为达到上述目的，本发明公开了一种基于autocad软件的参数化构建素头皮鞋鞋楦底样的方法，其特征在于，步骤为：步骤1、构建数字化素头皮鞋鞋楦底样基本框架。使用
autocad软件绘制数字化鞋楦底样基本结构线，保存为dwg格式。
10.步骤2、构建参数化素头皮鞋鞋楦底样基本框架。利用autocad内的参数化工具将步骤1绘制的鞋楦底样基本结构图进行几何约束与标注约束，通过定义参数并建立相关的函数关系式，使鞋楦底样中的基本结构线之间产生相互的约束关系。
11.步骤3、连接后跟、里外腰窝、前掌等部位的辅助线，再通过椭圆弧与样条曲线连顺各部位点形成鞋楦底样外轮廓，完善几何约束关系。
12.步骤4、鞋楦底样的参数化调整。建立完成鞋楦底样，打开参数化管理器，调整相关用户参数进行鞋楦底样的外形变化。
附图说明
13.图1 素头皮鞋鞋楦底样基本框架图。
14.图2 参数化素头皮鞋鞋楦底样基本框架几何约束图。
15.图3 参数化素头皮鞋鞋楦底样基本框架约束标记图。
16.图4 标注约束参数表格图。
17.图5 素头皮鞋鞋楦底样外轮廓辅助线图。
18.图6 素头皮鞋鞋楦底样轮廓图。
19.图7 素头皮鞋规格尺寸调整对比图方案1。
20.图8 素头皮鞋规格尺寸调整数据方案1。
21.图9 素头皮鞋规格尺寸调整对比图方案2。
22.图10 素头皮鞋规格尺寸调整数据方案2。
23.图11 素头皮鞋规格尺寸调整对比图方案3。
24.图12 素头皮鞋规格尺寸调整数据方案3。
具体实施方式
25.本发明的目的是提出一种基于autocad软件的参数化鞋楦底样构建方法。
26.为达到上述目的，本发明公开了一种由尺寸驱动、自动、便捷、精确、高效生成素头皮鞋鞋楦底样的制图技术。
27.为使本发明更清晰易懂，兹以一优选实施例，结合附图对本发明的原理与集体实施步骤加以描述。
28.步骤1、构建数字化素头皮鞋鞋楦底样基本框架。
29.以autocad2014软件为平台，230号二型女素头皮鞋楦为例绘制鞋楦底样。
30.在面板
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参数化
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参数化管理器中，点击【创建新的用户参数】设置用户参数。鞋楦底样的相关用户参数选取如下：脚长=a=230mm，放余量=b=16.5mm，后容差=c=4.5mm，脚跖围=z=225.5mm，基本宽度=0.403*z，鞋头辅助线长度=d=200mm。
31.点击面板中的默认
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绘图
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直线工具，在作业区绘制出楦底样轴线与各部位宽度的大致相对位置，如图1所示，其中a1a2为一条线段，b1b、bb2为共线的两条线段，m1m0、m0m、mm2为共线的三条线段。
32.此时的基本框架线相互之间还需要建立一定的数学关联与几何关联进行框架图的参数化技术处理，形成鞋楦底样基本框架图的精确制图方案。
33.步骤2、构建参数化素头皮鞋鞋楦底样基本框架。
34.通过几何约束功能确定基本框架线相互间的几何关系，如图2所示。
35.点击面板
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参数化
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几何约束
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竖直，约束线段ao，使其与y轴平行。
36.点击几何约束
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垂直，约束线段a1a2、b1b、bb2、cc1、dd1、ee1、ff1、gg1，使其与线段ao垂直。
37.点击几何约束
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重合，选择线段cc1上的c点，下一步单击命令栏中的【对象】，选择线段ao，使c点位于对象ao上。
38.同理可约束b、d、e、f、g、m0点，使其落在对象ao上；约束m点落在线段ro上；约束r点落在线段ff1上；约束a点落在辅助线a1a2的中点上。
39.点击几何约束
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共线，约束线段m1m0、m0m、mm2三条线段共线。
40.点击几何约束
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重合，选择线段m1m0上的端点m0作为【第一个点】，线段m0m上的端点m0作为【第二个点】，使线段m1m0与m0m的端点重合。
41.同理可约束线段m0m与mm2的端点m、线段b1b与bb2的端点b、线段ao与ro的端点o重合。
42.点击几何约束
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垂直，约束线段ro与m1m2垂直。
43.通过标注约束功能确定框架线的数量关系，如图3所示，具体的标注约束参数如图4所示。
44.首先约束各长度部位点位置。通过点击面板
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参数化
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标注约束
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线性（约束两点之间的水平或竖直距离），约束竖直线段ao的长度，即fx：d1=a+b+c，计算可得d1=242mm。
45.其中参数a、b、c为步骤1中设置的用户参数，该函数关系式表示：楦底样长ao=脚长a+放余量b
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后容差c。
46.同理可约束b、c、d、e、f、g、m0点的高度。
47.其次约束各部位宽度。点击标注约束
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线性，约束水平线段cc1，即楦拇指里宽的长度，根据脚型规律与楦底样设计数据可得fx：d8= 0.3434*f
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0.02*0.0466*f。
48.其中参数f为步骤1中设置的用户参数：基本宽度，该函数关系式表示：楦拇指里宽cc1=34.34%基本宽度
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2%拇指外凸点里段边距，即cc1=34.34%*基本宽度
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2%（4.66%*基本宽度）。
49.同理可约束线段cc1、dd1、ee1、ff1、gg1的长度。
50.确认踵心宽度m1m2方式较其他部位宽度特殊。首先点击标注约束
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线性，约束线段rf1长度与ee1等长，即fx：d13=d10。
51.点击标注约束
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对齐（约束两点之间的距离），约束踵心全宽m1m2，即fx：d15= 0.5077*f+0.48*0.093*f+0.59*0.0763*f。
52.该函数关系式表示：踵心全宽m1m2=50.77%基本宽度+48%踵心里段边距+59%踵心外段边距，即m1m2=50.77%基本宽度+48%（9.3%*基本宽度）+59%（7.63%*基本宽度）。
53.点击标注约束
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对齐，约束线段m1m与mm2等长，m点为中点，即fx：d16=0.5*d15。
54.辅助线a1a2、b1b2并无具体长度要求，但由于后续涉及到参数化图形调整，为防止数值调导致图形变形，这里将辅助线长度设置为用户参数d，即200mm。
55.使用标注约束
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线性，约束线段a1a2长度，即fx：d17=d；约束线段b1b2长度与a1a2等长，即fx：d18=d17。
56.步骤3、绘制外轮廓辅助线和鞋楦底样外轮廓线。
57.新建图层并命名为“辅助线”，在该图层中点击面板中的默认
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绘图
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直线工具，连接om1、ge1、e1c1，延长e1c1与线段a1a2相交于点a3。
58.连接om2、m2g1、g1f1、f1d1，延长f1d1与线段a1a2相交于点a4。
59.以点m1为起点绘制线段m1e2，通过几何约束
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平行约束线段m1e2平行于分踵线or，通过几何约束
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重合约束点e2落在线段ee1上。线段m1e2与ge1相交于点h。
60.使用几何约束
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共线约束线段a3c1、c1e1共线，线段a4d1、d1f1共线。
61.使用几何约束
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重合约束点a3、a4使其落在线段a1a2上；约束点o及各部位宽度端点与辅助线端点重合。
62.通过挪动图形检验有无变形，无变形则外轮廓辅助线绘制完成，如图5所示。
63.绘制鞋楦底样外轮廓主要采用面板
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绘图中的直线、椭圆弧与圆弧来进行绘制。
64.鞋跟部位采用椭圆弧绘制。
65.新建图层并命名为“外轮廓”，点击绘图
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椭圆弧，点击端点m1点作为轴端点，再点击m2点作为另一个轴端点，指定另一条半轴长度为mo，指定起点为m1点，端点为m2点，得到后跟处椭圆弧m1om2。
66.使用几何约束
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重合，约束线段ro与对象椭圆弧重合（先点击ro端点再点击命令【对象】选择椭圆弧），线段e2m1与椭圆弧的端点m1重合，线段g1m2与椭圆弧的端点m2重合。
67.使用几何约束
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相切，约束线段e2m1与椭圆弧相切，线段g1m2与椭圆弧相切。
68.其余外轮廓使用圆弧与椭圆弧进行绘制。
69.首先绘制外怀一侧的轮廓线，在“外轮廓”图层中使用直线工具连接点m2与g1。
70.使用几何约束
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重合，约束线段m2g1端点m2与鞋跟椭圆弧端点m2重合，线段m2g1端点g1与线段gg1端点g1重合。
71.点击绘图
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圆弧，选择以起点、端点、方向绘制，以g1点为起点，端点i落在线段g1f1上，方向为84
°
，得到圆弧g1i。
72.使用几何约束
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重合，约束线段m2g1与圆弧g1i端点g1重合；约束圆弧g1i端点i与对象g1f1重合。
73.使用几何约束
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相切，约束圆弧g1i与线段m2g1相切。
74.点击绘图
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椭圆弧，将f点作为中心点，点a与f1作为轴端点，指定起点为f1，端点为a，得到椭圆弧f1a。
75.使用几何约束
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重合，约束椭圆弧f1a与线段ao端点a重合；线段dd1端点d1与对象椭圆弧重合；线段ff1端点f1与对象椭圆弧重合。
76.使用几何约束
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相切，约束椭圆弧f1a与线段a1a2相切。此时椭圆弧线迹有轻微移位，之后将在绘制完整段轮廓后进行进一步约束修正。
77.点击绘图工具
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圆弧，选择以起点、端点、方向绘制，以i点为起点，椭圆弧下端点为端点，命名为j，调整方向使圆弧近似与f1点重合，得到圆弧ij。
78.使用几何约束
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重合，约束圆弧g1i与圆弧ij端点i重合；圆弧ij与椭圆弧aj端点j重合。
79.使用几何约束
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相切，先约束圆弧ij与椭圆弧aj相切，再约束圆弧ij与圆弧g1i相切。
80.再次使用几何约束
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重合，约束线段ff1端点f1与对象圆弧ij重合。此时f1点与j点重合，外怀一侧的轮廓线绘制完成。
81.接下来绘制内怀一侧的轮廓线，首先使用椭圆弧工具绘制脚尖部分轮廓。
82.点击绘图工具
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椭圆弧，将e点作为中心点，点a、e1作为轴端点，指定起点为a，端点为e1，得到椭圆弧e1a。
83.使用几何约束
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重合，约束椭圆弧e1a与线段ao端点a重合；线段cc1端点c1与对象椭圆弧重合；线段ee1端点e1与对象椭圆弧重合。
84.使用几何约束
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相切，约束椭圆弧e1a与线段a1a2相切。此时椭圆弧线迹有轻微移位，之后将在绘制完整段轮廓后进行进一步约束修正。
85.点击绘图工具
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圆弧，选择以起点、端点、方向绘制，以m1为起点，椭圆弧下端点为端点，命名为k，以线段m1e2为方向，得到圆弧m1k。
86.使用几何约束
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重合，约束圆弧m1k与后跟椭圆弧m1om2端点m1重合；圆弧m1k与椭圆弧ak端点k重合。
87.使用几何约束
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相切，先约束圆弧m1k与椭圆弧ak相切，再约束圆弧m1k与后跟椭圆弧m1om2相切。
88.再次使用几何约束
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重合，约束线段ee1端点e1与对象圆弧m1k重合。此时e1点与k点重合，内怀一侧的轮廓线绘制完成。鞋楦底样外轮廓图如图6所示。
89.步骤4、鞋楦底样的参数化调整。
90.参数化鞋楦底样模型一旦建立，可调整关键参数从而生成满足需要的个性化鞋楦底样模型样板。
91.女素头皮鞋鞋楦底样模型可参照《女素头皮鞋楦主要特征部位尺寸系列》的尺寸范围进行尺寸修改，其鞋号区间为215mm
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250mm，型号从半型至三型半，脚跖围区间为201mm
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246.5mm。
92.鞋楦底样模型参数化调整采用3种方案进行说明，具体方案如下。
93.方案1：保持用户参数栏中脚长（a）尺寸为215mm，调整脚跖围（z）的规格尺寸，分别为半型对应值201mm，二型对应值211.5mm，三型半对应值222mm，从而生成不同规格尺寸的鞋楦底样。参数化调整对比图如图7所示，参数化调整数据如图8所示。
94.方案2：保持用户参数栏中脚跖围（z）尺寸为225.5mm，调整脚长（a）的规格尺寸，分别为三型半对应值220mm，二型对应值235mm，半型对应值250mm，从而生成不同规格尺寸的鞋楦底样。参数化调整对比图如图9所示，参数化调整数据如图10所示。
95.方案3：同时调整用户参数栏中脚长（a）与脚跖围（z）尺寸，以二型半为例，脚长分别取215mm、230mm、250mm，脚跖围分别取215mm、225.5mm、239.5mm，从而生成不同规格尺寸的鞋楦底样。参数化调整对比图如图11所示，参数化调整数据如图12所示。
96.图形变化规律、线条流畅且无变形表示参数化鞋楦底样模型建立成功。