整鞋有效跟高測(cè)量方法及測(cè)量裝置的研究

文/鄧成亮 劉國(guó)亮

引言

鞋是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚南M(fèi)品，中國(guó)是鞋子產(chǎn)量第一大國(guó)，也是鞋子消費(fèi)第一的大國(guó)。市場(chǎng)上設(shè)計(jì)另類(lèi)、時(shí)尚別致的鞋子琳瑯滿(mǎn)目又不斷推陳出新，消費(fèi)者對(duì)皮鞋、皮涼鞋等鞋類(lèi)制品的需求量越來(lái)越大，同時(shí)，消費(fèi)者對(duì)鞋子的質(zhì)量也提出了更高的要求[1]。

后跟是鞋子一個(gè)很重要的組成部分，其后跟高度和有效跟高[2]是皮鞋[3]和皮涼鞋[4]產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中某些檢測(cè)項(xiàng)目的重要判斷指標(biāo)，而目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)有效跟高測(cè)量裝置，有效跟高通常通過(guò)測(cè)量跟高和前掌著力部位厚度來(lái)計(jì)算，跟高的測(cè)量是直接采用高度游標(biāo)卡尺或鋼直尺，測(cè)量方式見(jiàn)圖1，而對(duì)于前掌著力部位厚度則有兩種方式：一是通過(guò)測(cè)量前掌外側(cè)鞋底的厚度，測(cè)量方式見(jiàn)圖2，無(wú)法直接測(cè)量準(zhǔn)確的前掌厚度，從而導(dǎo)致有效跟高的測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，甚至連測(cè)量位置都找不準(zhǔn)；二是把鞋底切開(kāi)測(cè)量跖趾屈撓部位的中間位置包括內(nèi)墊在內(nèi)的鞋底厚度，測(cè)量方式見(jiàn)圖3，此方式雖能測(cè)量出前掌著力部位厚度但必須破壞鞋子才能測(cè)量，而破壞之后后續(xù)測(cè)試項(xiàng)目無(wú)法進(jìn)行。基于以上現(xiàn)狀，本文研制出無(wú)損有效跟高測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)值的穩(wěn)定性和客觀可靠性。

圖1 鋼直尺測(cè)量后跟高度圖

圖2 鋼直尺測(cè)量前掌側(cè)邊厚度圖

圖3 卡尺測(cè)量前掌厚度圖

1 測(cè)量裝置的研制與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本適當(dāng)?shù)囊?，以高度游?biāo)卡尺為基礎(chǔ)，在其上進(jìn)行研究改進(jìn)，研制一種能夠快速準(zhǔn)確且能直接測(cè)出跟高和有效跟高的測(cè)量裝置。

1.1 設(shè)備設(shè)計(jì)思路

該測(cè)量裝置，包括底座、鞋尖擋板、工作臺(tái)、支撐梁、鞋跟量爪、有效跟高尺和活動(dòng)架，示意圖見(jiàn)圖4。

圖4 有效跟高測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖

工作臺(tái)可在底座上前后滑動(dòng)用于靠近或遠(yuǎn)離鞋尖擋板來(lái)適應(yīng)鞋子的長(zhǎng)度；前掌側(cè)擋板和鞋跟側(cè)擋板沿著底座的橫向相對(duì)設(shè)置，且兩個(gè)側(cè)擋板與底座滑動(dòng)配合，可相互靠近或相互遠(yuǎn)離來(lái)適應(yīng)前掌和鞋跟的寬度來(lái)協(xié)助固定鞋子。高度主尺設(shè)有沿著高度方向設(shè)置的主刻度表，鞋跟高度量爪上下滑動(dòng)設(shè)于高度主尺面向鞋尖擋板的一側(cè)，有效跟高尺上下滑動(dòng)設(shè)于高度主尺背離鞋尖擋板的一側(cè)，且有效跟高尺上設(shè)置有效刻度表，與移動(dòng)架一起可測(cè)前掌著力部位厚度的高度，移動(dòng)架設(shè)于鞋尖擋板與高度主尺之間，移動(dòng)架與有效跟高尺連接，且移動(dòng)架可水平前后移動(dòng)，移動(dòng)架上有可伸入鞋前幫內(nèi)側(cè)的弧形桿，弧形桿的末端有與有效刻度表的起點(diǎn)位于同一高度的前掌厚度量球，定位桿位于前掌厚度量球的正上方，方便在鞋幫外側(cè)觀察找到跖趾屈撓部位的中間位置。

1.2 測(cè)量裝置的使用方法

利用有效跟高測(cè)量裝置測(cè)量有效跟高有以下四步：第一步，向上滑動(dòng)有效跟高尺，帶動(dòng)移動(dòng)架上移，為整鞋放置避讓空間；第二步，向鞋跟的方向滑動(dòng)工作臺(tái)，同時(shí)向上滑動(dòng)鞋跟高度量爪，使得鞋跟高度量爪搭在鞋跟的頂端，此時(shí)可根據(jù)鞋跟高度量爪在高度主尺的主刻度表上對(duì)應(yīng)的數(shù)值得出鞋跟的總高度值；第三步，向下移動(dòng)有效跟高尺，使得移動(dòng)架上的弧形桿伸入鞋內(nèi)，同時(shí)前后移動(dòng)移動(dòng)架，觀察定位桿的位置直至弧形桿末端的前掌厚度量球接觸跖趾屈撓部位的中間位置；第四步，讀取鞋跟高度量爪在有效跟高尺上的刻度，即為整鞋的有效跟高值。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

市場(chǎng)上鞋子種類(lèi)和款式很多，本試驗(yàn)選取較常見(jiàn)的三種鞋為代表。其中圖5女士坡跟鞋，圖6為女士高跟鞋，圖7為男士皮鞋。

圖5 女士坡跟鞋

圖6 女士高跟鞋

圖7 男士皮鞋

對(duì)以上樣品采用本文研制的有效跟高測(cè)量裝置測(cè)量其跟高、前掌著力部位厚度及有效跟高，同時(shí)，按現(xiàn)有測(cè)量方法測(cè)量以上經(jīng)過(guò)耐折測(cè)試后的樣品的跟高高度和前掌著力部位厚度。每個(gè)試驗(yàn)分別測(cè)5組，比較本文研制的有效跟高測(cè)量裝置和現(xiàn)有測(cè)量方法之間測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

2 結(jié)果與討論

女士坡跟鞋的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1， 女士高跟鞋的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2，男士皮鞋的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3。

由表1～表3的結(jié)果可知，有效跟高測(cè)量裝置在重復(fù)測(cè)量下其數(shù)據(jù)離散度較小，方差均在0.1以下且偏差在2%以?xún)?nèi)，說(shuō)明該測(cè)量裝置的測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性非常好，而采用現(xiàn)有方法測(cè)量得到的結(jié)果的離散程度比有效跟高測(cè)量裝置測(cè)得的結(jié)果高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，且多個(gè)偏差值超過(guò)2%，說(shuō)明現(xiàn)有方法測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性不是很好，究其原因是因?yàn)樾资怯啥喾N材料疊合而成，主要包括大底、中底和鞋墊，而大底最常見(jiàn)的是橡膠大底和發(fā)泡大底，這兩種大底本身柔軟易變形，另外鞋墊一般是在發(fā)泡材料上貼合一層織物或豬皮，采用現(xiàn)有方法即用游標(biāo)卡尺測(cè)量前掌著力部位厚度時(shí)夾持位置及施加的壓力很難保持一致，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏差較大，越柔軟的鞋底結(jié)果偏差越大，而有效跟高測(cè)量裝置測(cè)量前掌著力部位厚度時(shí)測(cè)量位置可以觀察且施加的壓力固定不變，所以測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，且其能夠?qū)崿F(xiàn)在不破壞鞋子的情況下直接測(cè)量整鞋的有效跟高，操作簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，具有客觀可靠性。

表1 女士坡跟鞋重復(fù)性測(cè)量偏差與離散分析比較

表2 女士高跟鞋重復(fù)性測(cè)量偏差與離散分析比較

表3 男士皮鞋重復(fù)性測(cè)量偏差與離散分析比較

3 結(jié)論

本文對(duì)整鞋有效跟高快速無(wú)損測(cè)量裝置及方法進(jìn)行了研究，研制了整鞋有效跟高測(cè)量裝置，解決了目前鞋類(lèi)勾心物理檢測(cè)中有效跟高不能直接測(cè)量的問(wèn)題。

研究結(jié)果表明，有效跟高測(cè)量裝置可在不破壞鞋子的前提下簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出整鞋的有效跟高，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作，結(jié)果穩(wěn)定性和重復(fù)性好，并且易于實(shí)現(xiàn)批量測(cè)量，大大提升了測(cè)量效率和準(zhǔn)確度，極大地方便了整鞋相關(guān)物理檢測(cè)項(xiàng)目的開(kāi)展，可滿(mǎn)足皮鞋和皮涼鞋日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求。