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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曹文彬
研究生(外文):Tsao Wen BIN
論文名稱:客製化人體足部之鞋楦特徵設計之研究
論文名稱(外文):The Study of Customized Shoe Last Features Design in Human Feet
指導教授:王中行王中行引用關係
指導教授(外文):Wang Chung Shing
學位類別:碩士
校院名稱:東海大學
系所名稱:工業設計學系
學門:設計學門
學類:產品設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:逆向工程鞋楦設計切層演算法模糊理論層級分析法
外文關鍵詞:Reverse EngineeringShoe Last DesignSlicing AlgorithmFuzzy TheoryAnalytic Hierarchy Process
相關次數:
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鞋楦是鞋子製作的首要工作,它不僅呈現出鞋子的外形與流行美感,而更重要的是直接影響人體足部穿上鞋子時舒適與否,因此鞋楦必需根據人體計測,以其足部的形狀以及機能加以設計製作;而也由於每個人的腳型不盡相同,在大量製造要求的標準規格下,所設計出來的鞋楦,並不能完全符合每一個人獨特的足型。
本研究的目的在於利用逆向工程掃描技術,取得個人足部以及鞋楦外觀資料,也針對鞋楦設計所需之主要幾項足型特徵,藉由切層演算法(Slicing Algorithm)發展系統程式,以自動擷取足型特徵資料;並以人體工學理論,在鞋楦與個人的腳型上,建立一模糊的設計關連,並導入模糊理論(Fuzzy Theory),以分析足部以及鞋楦的特徵資料;此外,再藉由層級分析法(Analytic Hierarchy Process)分析特徵資料,得到其重要性的相對權重;最後完成搜尋、排序,得到最接近、適合個人足型之鞋楦。而此鞋楦可根據本研究所得之各項特徵與圖形資料,可再加以修改,達到客製化鞋楦的目的。
The shoe lasts are the first work to produce shoes. They not only show the shape and the fashion of the shoes, but also directly affect the comfort as people wear the shoes. The shoe last must be designed and manufactured by the anthropometry which is concerned with the shape and the function of the human feet. Because of the difference of each one’s unique feet, the shoe lasts which are designed within the standard specifications would not completely fit them. For the purpose of the research, reverse engineering scanning technology is used to obtain the outline data of the shoe lasts and the human feet, and a programmed system of slicing algorithm would be developed to automatically capture the feature data which is needed for the shoe last design. Besides, there is a fuzzy design relationship of ergonomics between the shoe lasts and the human feet, so the fuzzy theory can be used to analyze these feature data of the last and the human feet. Finally, the weights of these features for ergonomics would be found by Analytic Hierarchy Process (AHP). Through the searching and ranking with the data mentioned above, a optimal shoe last will be found.
中文摘要 iii
ABSTRACT iv
誌 謝 v
目 錄 vi
表 目 錄 xii
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究動機 2
1-3研究方法及步驟 4
1-4全文架構 6
第二章 文獻探討 8
2-1 逆向工程 8
2-1-1 三次元量測(CMM) 9
2-1-2 非接觸式量測系統 9
2-2 足部與鞋楦之構造型態 11
2-2-1 足部構造與功能 11
2-2-2 鞋楦基本機能型態 14
2-2-3 足部特徵與鞋楦設計的關係 17
2-3 人體足部與鞋楦量測 19
第三章 鞋楦與足型特徵之研究 23
3-1 特徵資料量測與擷取 23
3-1-2 辨識特徵點建立各圍度特徵平面 26
3-1-3 STL切層演算法 33
3-2 足部與鞋楦圍度特徵之模糊分析 38
3-2-1 模糊理論介紹 38
3-2-2 足圍與楦圍的模糊邏輯關係分析 42
3-3 層級分析法 45
第四章 鞋楦與腳型特徵之系統建構 48
4-1 擷取足部與鞋楦特徵 48
4-1-1 讀取檔案 51
4-1-2 特徵資料分析運算 52
4-1-3 輸出資料及儲存檔案 55
4-2 模糊分析 58
4-2-1 讀入足部、鞋楦特徵資料 59
4-2-2 模糊分析運算 60
第五章 實例驗證 63
5-1 建立鞋楦與足部外形資料 63
5-1-1 樣本取得與掃描工作 64
5-1-2 點群處理、座標轉換與三角網格化 68
5-2 特徵分析與系統運算 71
5-3 AHP問卷分析與結果 75
5-4 實驗結果與討論 78
第六章 結論與未來展望 83
6-1 結論 83
6-2 未來展望 84
參考文獻 86
附錄 91
中文部分─
1.江俊禹,鞋楦逆向CAD模型重建技術探討,2001,國立中央大學機械工程系碩士論文。
2.吳博雄,特徵式鞋楦自動化參數設計系統之研究,1995,國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文。
3.吳維編譯,Roger C. Crafts著,CRAFTS解剖學,1995,合記圖書出版社。
4.李國清,以輪廓特徵及模糊比對為基礎的平面圖形辨識系統,2000,國立中興大學應用數學系碩士論文。
5.林承哲,以三度空間腳型量測儀建立腳型尺碼分類系統,國立清華大學工業工程與工程管理學系碩士論文,2002。
6.林耕莘,快速原型製造系統之有效率的進階適應性切層方法,1999,國立中正大學機械系碩士論文。
7.林士源,鞋款設計之快速客製化系統設計研究,2005,朝陽科技大學設計研究所碩士論文。
8.洪輝嵩譯,Schlachter A.著,鞋類及鞋材,1990,中國生產力中心。
9.孫宗瀛、楊英魁,模糊控制理論與技術,1996,全華科技。
10.高台生,腳與鞋楦,1991,經濟部工業局。
11.梁國瑞,以改良式目標規劃法建構AHP模組,1995,交通大學資訊管理研究所碩士論文。
12.童明棟,應用模糊理論於智慧型代理人搜尋系統之研究,2005,國立成功大學工業設計學系碩士論文。
13.張志嘉,自由曲面資料擷取辨識與量測規劃之研究,1999,國立台灣科技大學工程技術研究所碩士論文。
14.游志堅,個人專用鞋楦及鞋型之研究與設計,1999,全華科技圖書。
15.葉建任,鞋楦設計,1991,經濟部工業局。
16.鄭豐聰,腳型尺碼資訊系統與鞋楦設計關係之研究,1998,國立交通大學工業工程與管理研究所碩士論文。


英文部分─
17.Buckles, B.P., and Petry, F.E., 1982, “A Fuzzy Representation of Data for Relational Databases”, Fuzzy Sets and Systems, Vol. 7, pp. 213- 226.
18.Buckles, B.P., and Petry, F.E., 1984, “Extending the Fuzzy Database with Fuzzy Numbers”, Information Sciences, Vol. 34, pp. 145-155.
19.Chang, P.T., and Chang, C.H., 2000, “An Integrated Artificial Intelligent Computer-aided Process Planning System”, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, Vol. 13, pp. 483-497.
20.Cheng, F.T., 1999. “A systematic approach for developing a foot size information system for shoe last design”, International Journal of Industrial Ergonomics Vol. 25, pp.171-185.
21.Choi, S.H., and Kwok, K.T., 2002, “Hierarchical slice contours for layered-manufacturing”, Computers in Industry, Vol. 48, pp. 219-239.
22.Chua, C.K., and Leong, K.F., 2000, “Rapid Prototyping: Principles & Applications in Manufacturing”, Ch 6, John Wiley & Sons.
23.Kouchi, M., 1995, “Analysis of foot shape variation based on the medial axis of foot outline”, Ergonomics, Vol.38, No.9, pp.1911-1920.
24.Kouchi, M., and Tsutsumi, E., 1996, “Relation between the medial axis of the foot outline and 3-D foot shape”, Ergonomics, Vol. 39, No. 6, pp.853-861.

25.Kouchi, M., and Mochimaru, M., 2001, “Development of low cost foot-scanner for a custom shoe making system”, Proceeding of 5th Symp. Of Footwear Biomechanics.
26.Liu, W., Miller, J., Stefanyshyn, D., and Benno M.N., 1999, “Accuracy and reliability of a technique for quantifying foot shape, dimension and structural characteristics”, Ergonomics, Vol. 42, No. 2, pp. 346-358.
27.Luximon, A., Goonetilleke, R.S., and Tsui, K.L., 2003, “Foot landmarking for footwear customization”, Ergonomics, Vol. 46, No. 4, pp. 364-383.
28.Luximon, A., Goonetilleke, R.S., and Zhang, M., 2005, “3D foot shape generation from 2D information”, Ergonomics, Vol. 48, No. 6, pp. 625-641.
29.Mochimaru, M., and Kouchi, M., 1997, “Automatic calculation of the medial axis of foot outline and its flexion angles”, Ergonomics, Vol. 40, No. 4, pp.450-464.
30.Mochimaru, M., Kouchi, M., and Dohi, M., 2000, “Analysis of 3-D human foot forms using the Free Form Deformation method and its application in grading shoe lasts”, Ergonomics, Vol. 43, No. 9, pp. 1301-1313.
31.Rossi, W., and Tenant, R., 1986, “Professional shoe Fitting Manual”, Shoe Trades Publishing Company, New York.
32.Saaty, T.L., 1980, “The Analytic Hierarchy Process”, McGraw-Hill, New York.

33.Witana, C.P., Feng, J.J., and Goonetilleke, R.S., 2004, “Dimensional differences for evaluating the quality of footwear fit”, Ergonomics, Vol. 47, No. 12, pp. 1301-1317.
34.Witana, C.P., Xiong, S., Zhao, J., and Goonetilleke, R.S., 2006, “Foot measurements from three-dimensional scans: A comparison and evaluation of different methods”, International Journal of Industrial Ergonomics, Vol. 36, pp. 789-807.
35.Zadeh, L.A., 1965, “Fuzzy sets”, Information and Control, Vol. 8, pp. 338-353.
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