足底矫形器CAD软件输出文件接口设计

　　足底矫形器是一种通过改变足底受力分布用于减轻足底骨骼及软组织功能障碍为目的的辅助支撑装置.它可以根据每个病人足底受力及病变情况，在鞋内托(鞋垫)的相应位置上进行修型，从而减少髋关节、膝关节、踝关节等的受力，同时可以缓解溃疡、趾骨疼痛等病症带来的痛苦，实现舒适和矫治的功能[1].

　　以前，国内的足底矫形器的生产主要依靠手工制作，存在制作周期长，舒适度差，价格偏高等弊端.随着我国老龄化社会到来，提供高质量的足底矫形器用于解决老年人和残疾人各种足部疾患以成为当务之急.利用 CAD 技术进行开发的足底矫形器计算机辅助设计软件，可以提高设计效率，降低生产成本，增加矫形器的舒适性，减少对操作者技术水平和知识经验的要求.

　　足底矫形器 CAD 软件的主要功能包括足底信息的输入与显示、矫形器数据的输入与显示、矫形器模型的交互式修型和针对 CAM 数控平台的文件输出接口.其中，针对 CAM 数控平台的文件输出接口是计算机CAD软件的重要部分，用来提供用于足底矫形器加工平台的足底信息，为以后的加工工作提供处理的数据.文件输出接口输出的数据格式的优劣直接影响到CAM数控平台的设计加工难度.

　　文献 [2] 在VisualC++平台下开发的足底矫形器CAD软件实现了矫形器模型读取、显示、修型和输出功能.其提供的输出数据便于设计单方向直线连接[3]的数控加工路径连接方式，但缺点是其所采用的点云数据格式数据点密集，给后期加工带来了困难.本文针对足底矫形器模具加工平台所使用的足底特征曲线提出了一种自适应关键点检测方法.既避免了文献 [4] 所用算法的复杂性，又能够达到精确的拟合效果.并且利用该算法定义了一种新的文件格式，增加了软件的足底信息输出接口，完成了CAD软件与足底矫形器CAM数控平台[5]设备的对接.保留了便于设计单向数控加工路径的特点，同时改进了原有CAM数控平台的加工模式，大大减少了加工过程中刀具的控制难度，提高了加工效率.

　　1 足底矫形器 CAD 软件结构

　　软件总体结构主要分为：①输入文件数据接口模块;②足底矫形器模型库模块;③CAD 软件几何内核模块;④模型交互式设计模块;⑤输出文件接口模块.软件系统关系如图 1 所示.足底输入文件接口模块的功能主要是采集足底信息.足底矫形器模型库模块根据足底形状曲面的不同提供了 6 种矫形鞋垫，其中有五种全足鞋垫，一种后跟垫.每种鞋垫都采用欧洲鞋号标准，提供从 35 号到 50 号的尺码.矫形器文件通过各种点云数据记录矫形器的几何特征.这两个模块是CAD软件的前端输入模块.