CN110610013B - 优化的运动制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设计运动制品的方法，包括：(a)扫描至少第一人的至少一个身体部位；(b)创建第一人的身体部位的第一数字模型(11a)；(c)创建运动制品的数字模型(12)；(d)将运动制品的数字模型(12)数字化地布置在身体部位的第一数字模型(11a)上，同时允许运动制品的数字模型(12)数字化地拉伸，以及(e)基于身体部位的第一数字模型(11a)和运动制品的数字模型(12)，数字化地修改运动制品的数字模型(12)的至少一种特性。

Description

优化的运动制品
技术领域
本发明涉及优化的设计和制造运动制品，尤其是泳帽的方法。
背景技术
运动制品，特别是运动服装或鞋类的精确适配格外重要，因为它可以显著地影响运动员的表现。例如，不能正确适配的运动鞋将使运动员不能充分发挥他们的能力。
不良的适配也可以导致阻力(drag)增加。这对于运动服装(例如泳帽)格外重要。许多泳帽在顶部起皱或凸起，这增加了比赛或训练期间的阻力，并且因此可能妨碍极好的表现。此外，本领域已知的泳帽有时会在耳部周围翻起或在穿戴者的头部上移动。对于长发的运动员来说，这是一个特别的问题，其中适配往往不佳。在实践中，许多运动员戴两个帽子而不是一个帽子来克服其中的一些问题。然而，这对运动员来说是不方便的，其增加了不必要的重量，并且可能增加游泳期间经受的阻力。许多运动员经受的另一个常见问题是泳帽往往会向穿戴者的皮肤施加向上的拉力，导致不适，并且常常迫使运动员重新调整泳帽的位置。
WO2010/088459A2涉及一种泳帽，其包括形成终止于周界边缘的凹入区域的壳体，以及沿着周界边缘固定到壳体的弹性缘。
WO01/39051A2涉及一种用于通过借助于扫描仪检测消费者的尺寸来选择产品，并使产品适应该消费者的尺寸的方法。通过借助于三维(3D)扫描测量真实人体，并处理所检测到的数据以制造虚拟体来拟合预制造的产品。
然而，本领域已知的用于改进运动制品的适配性的方法不足以克服以上所概述的问题。
因此，本发明的目的是提供一种设计运动制品的方法，该方法与本领域已知的方法相比允许改进的适配性。本发明的另一个目的是提供一种具有改进的适配性的泳帽，该泳帽穿戴舒适，避免或减少顶部的褶皱，并且即使在突然运动(诸如翻滚转身)期间仍保持在适当位置。
发明内容
第一个目的通过权利要求1的教导实现，特别是通过一种设计运动制品的方法实现，包括：
(a)扫描至少第一人的至少一个身体部位；
(b)创建第一人的身体部位的第一数字模型；
(c)创建运动制品的数字模型；
(d)将运动制品的数字模型数字化地布置在身体部位的第一数字模型上，同时允许运动制品的数字模型数字化地拉伸；以及
(e)基于身体部位的第一数字模型和运动制品的数字模型，数字化地修改运动制品的数字模型的至少一种特性。
发明人已经认识到，决定了运动制品的适配性的不仅是运动制品的码数和尺寸，而且还有它的拉伸性。这对于需要紧密地适配，以减小水中阻力或其空气阻力的运动制品特别适用，例如，泳帽、运动背心、跑步短裤、骑行装备等。因此，本发明的重要方面是允许运动制品的数字模型数字化地拉伸。这可以可选地考虑运动制品的某些材料特性，诸如其弹性。例如，如果身体部位的周长是CB并且运动制品的未拉伸的相应周长是CS，则允许运动制品数字化地拉伸可以包括将运动制品的相应周长按CB/CS的系数缩放。
该方法可以用于为个人消费者制造定制的运动制品，或者该方法可以基于第一人的身体部位的第一数字模型来用于大量制造运动制品。重要的是要理解，身体部位的尺码和形状可以因人而异，因此数字模型一旦被修改，可以具有因人而异的定制形状。然而，本文所描述的方法允许对于身体部位的许多尺码和形状实现优化适配。
该方法可以还包括：扫描第二人的身体部位；创建第二人的身体部位的第二数字模型；基于第一数字模型和第二数字模型的平均值，创建身体部位的平均数字模型；将运动制品的数字模型数字化地布置在身体部位的平均数字模型上，允许运动制品的数字模型数字化地拉伸，其中基于身体部位的平均数字模型和运动制品的数字模型，数字化地修改运动制品的数字模型的特性。
因此，设计运动制品的方法可以包括：(a1)扫描至少第一人的至少一个身体部位；(a2)扫描第二人的身体部位；(b1)创建第一人的身体部位的第一数字模型；(b2)创建第二人的身体部位的第二数字模型；(c)基于第一数字模型和第二数字模型的平均值，创建身体部位的平均数字模型；(d)创建运动制品的数字模型；(e)将运动制品的数字模型数字化地布置在身体部位的平均数字模型上，允许运动制品的数字模型数字化地拉伸；以及(f)基于身体部位的平均数字模型和运动制品的数字模型，数字化地修改运动制品的数字模型的至少一种特性。
换言之，不是仅使用第一人的身体部位的第一数字模型，使用的是第一人的身体部位的第一数字模型和第二人的身体部位的第二数字模型的平均值。扫描三个人或更多人(例如，多个人)的身体部位，并且使用相应的数字模型来创建平均数字模型是可能的。应当理解的是，在任何情况下扫描的是相同的身体部位，例如，如果为第一人扫描右手，则扫描第二人、第三人、第四人等的右手。通过这种方式，创建身体部位的精确的数字模型是可能的，其允许设计很好地适合于一组人(例如，一组游泳运动员)的运动制品。
例如，为了为一组游泳者提供泳帽的优化适配，理解游泳者头部的几何结构是有利的。这可以通过创建头部的平均数字模型来实现，其包括扫描多个游泳者的头部，并完成头部扫描的统计分析。完成此分析的一种示例性方式是通过非刚性配准过程，其将公用模板网格(common template mesh)数字化地施加于所有头部扫描实体，并获得对应于多个头部扫描的一组网格。该组网格中的每个网格具有相同的拓扑和顶点数，但具有与相应原始扫描相对应的不同几何结构和形状。然后，该组网格允许直接且容易地比较头部扫描并完成统计运算，诸如计算平均值或标准偏差。因此可以生成多个头部扫描的平均模型。可替代地，本文可以使用用于生成3D几何结构的任何合适的方法。
扫描至少一个身体部位可以包括使用光学装置，例如相机、立体相机***、结构光扫描或激光扫描，以便创建至少一个身体部位的三维数字模型。一个例子是使用ARTEC 3DEVA。
扫描至少一个身体部位可以包括提供至少两台相机以获得身体部位的三维图像。通过使用布置在不同位置的两台相机，在不必移动身体部位的情况下构建身体部位的三维图像是可能的。在移动身体部位的同时可能难以精确控制，例如，可能有一定程度的平移，即使对于特定图像序列仅需要旋转。因此，通过使用至少两个布置在不同位置的相机，构建身体部位的更精确的三维图像是可能的。
可替代地，可以仅使用一台相机来获得身体部位的三维图像，该相机具有设计图像处理工具和/或来自诸如便携式电子设备上的加速计的辅助运动传感器的另外的信息。
身体部位可以是头部，运动制品可以是泳帽。本领域已知的泳帽往往在顶部起皱或凸起。这增加了运动员所经受的阻力，并且可能妨碍顶部性能。因此，如果身体部位是头部并且运动制品是泳帽，根据本发明的方法是格外有利的。
运动制品的数字模型的特性可以包括运动制品的周长；并且其中数字化地修改周长包括：数字化地修改周长，使得当在身体部位的第一数字模型上，或身体部位的平均数字模型上，数字化地布置运动制品的数字模型时，运动制品的数字模型的第一部分的周长以第一百分率拉伸，并且运动制品的数字模型的第二部分的周长以第二百分率拉伸。应当理解，数字化地修改周长意味着数字化地修改未拉伸的周长，即数字化地修改与数字化地拉伸不同，因为在后一种情况下周长会增加，但未拉伸的周长不会增加。未拉伸意味着没有刻意施加力来拉伸周长。
发明人的一个重要的结论为：如果运动制品的第一部分的周长以第一百分率拉伸，并且运动制品的第二部分的周长以第二百分率拉伸，适配性可以显著地改进。换言之，在第一部分和第二部分之间存在运动制品的适配紧密性的差异。
第一部分可以是运动制品的顶部部分，第二部分可以是运动制品的底部部分，并且第一百分率可以小于第二百分率。换言之，运动制品在底部部分可以比在顶部部分中具有更紧密的适配性。在本发明的语境中，顶部部分比底部部分布置得更接近运动制品(例如泳帽)的顶点。发明人已经发现，这种布置改进了运动制品的适配性，并且例如减少了在泳帽顶部形成褶皱和凸起。
第一百分率可以在0％至10％之间，并且第二百分率可以在20％至50％之间，优选地在25％至35％之间。发明人已经发现，大的第二百分率，即大的拉伸，改进了运动制品的适配性，例如减少了在泳帽顶部形成褶皱和凸起。然而，如果第二百分率太大，穿戴运动制品会变得不舒适。此外，优选地，第一百分率相对小，以便改进运动制品的适配性。应当理解，如果第一百分率为例如30％，第一部分的拉伸周长是运动制品的数字模型的第一部分的未拉伸周长的1.3倍。
运动制品的数字模型的特性可以包括运动制品的形状。运动制品的形状关键性地决定了其适配性。根据本发明的方法理想地适于：基于身体部位的数字模型和运动制品的数字模型，数字化地修改运动制品的数字模型的形状。因此，可以实现运动制品的改进的适配性。
例如，运动制品可以是泳帽，并且修改泳帽的数字模型的形状可以包括：创建对称地布置在穿戴者的脊柱的两侧上的两个悬垂部分，以及布置得接近脊柱的凹部。在本发明的语境中，悬垂部分是从泳帽的围边突出的泳帽的任何部分。在本文的语境中，凹部是从泳帽的围边起的类似缺口。
围边是由泳帽的前额部分限定的泳帽的假想边缘，并且围绕泳帽的整个周长延伸。悬垂部分和凹部的几何等效定义可以关于由三个不同的非共线上的点所限定的平面作出，点在泳帽的前额部分处的泳帽的边缘上。该平面限定了一个基准，相对于该基准，悬垂部分突出，并且相对于该基准，凹部代表一缺口。
换言之，悬垂部分相对于一围边突出，且凹部相对于该围边代表了一缺口，其中，围边是由泳帽的前额部分的边缘所限定的泳帽的假想边缘，并且围绕泳帽的整个周长延伸
或者等效地，一悬垂部分相对于一平面突出，并且一凹部相对于该平面代表一缺口，其中，平面由三个不同的非共线上的点所限定，点在泳帽的前额部分处的泳帽的边缘上。
发明人已经发现，对称地布置在穿戴者的脊柱的两侧上的两个悬垂部分，以及布置得接近脊柱的凹部可以改进泳帽在运动员头部上的稳定性。
悬垂部分可以从泳帽的围边，或等效地从以上所限定的平面突出至少1cm，并且凹部可以代表从围边起，或等效地从以上所限定的平面起的至少1cm的缺口。这样，可以改进泳帽在运动员头部上的适配稳定性。
运动制品的数字模型，和/或身体部位的第一数字模型，和/或身体部位的平均数字模型还可以包括运动制品和/或身体部位的至少一种材料特性。本语境中的材料特性是运动制品和/或身体部位的材料的任何特性，该特性除诸如厚度、长度、周长等几何特性之外。应当理解，该特性也可以包括几何特性，诸如厚度、长度、周长等。
通过在相应的数字模型中包含运动制品和/或身体部位的至少一种材料特性，进一步改进运动制品的适配性和舒适性是可能的。
至少一种材料特性可以包括运动制品的弹性模量。
该方法还可以包括基于身体部位的第一数字模型，或身体部位的平均数字模型以及运动制品的数字模型来计算至少一种力，并且其中，可以至少部分地基于所计算的力来数字化地修改运动制品的数字模型的至少一种特性。
对于给定的拉伸，由运动制品施加在身体部位上的力取决于运动制品的弹性模量。因此，为了设计具有舒适的适配性的运动制品，将运动制品的弹性模量包括在数字模型中是有利的。
该力可以是向上拉动的剪切力，或者更一般地，是垂直剪切力，并且数字化地修改运动制品的数字模型的至少一种特性可以包括减小向上拉动的剪切力，或者垂直剪切力。发明人已经发现，垂直剪切力，例如向上拉动的剪切力，当其拉动皮肤例如运动员前额上的皮肤或运动员头发上的皮肤时，对于运动员来说是不舒适的。此外，向上拉动的剪切力可能导致不良的适配，尤其在动态运动期间，从而使得泳帽可以因此在运动员的头部向上滑动。
因此，有利的是减小垂直剪切力，例如通过本发明的运动制品和方法获得的向上拉动的剪切力。
可以基于有限元素分析来计算该力。有限元素分析是将空间细分为若干有限元素法以求解基本方程组，例如基本偏微分方程组的任何方法。每个元件被赋予某些特性，例如弹性模量。许多类型的有限元素分析是合适的。
数字化地修改运动制品的数字模型的至少一种特性可以包括数字化地修改运动制品的厚度。
厚度是决定运动制品的适配性和稳定性的重要参数。例如，发明人已经发现，具有均匀厚度的泳帽导致大的垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力。泳帽因此往往将“将其自身从运动员的头部拉离”。通过一种泳帽可以减小向上拉动的剪切力，该泳帽包括：主体，包括第一厚度；和边缘部分，围绕泳帽的边缘布置，包括第二厚度；其中，第一厚度小于第二厚度。
本发明还涉及一种制造运动制品的方法，包括：
(a)通过本文所描述的任何方法创建运动制品的设计；以及(b)根据该设计制造运动制品。因此，可以获得具有改进的适配性的运动制品。
制造运动制品可以包括使该运动制品注射成形或沥铸成形。注射成形和沥铸成形是制造大量运动制品的简单且有效的方法。
本发明还涉及一种泳帽，包括：主体，包括第一厚度；边缘部分，布置在泳帽的边缘周围，包括第二厚度；以及两个悬垂部分(19)和一凹部(20)，悬垂部分(19)对称地布置在穿戴者的脊柱的两侧上，凹部(20)布置得接近脊柱。术语悬垂部分和凹部已经在本文中进行了定义。
发明人已经发现，两个悬垂部分以及凹部可以改进泳帽在运动员头部上的稳定性，并减小垂直剪切力，并且特别是帽子上的向上拉动的剪切力，两个悬垂部分对称地布置在穿戴者的脊柱的任一侧上，凹部布置得接近脊柱。因此，根据本发明的泳帽提供了比本领域已知的泳帽更好的且更舒适的适配性。
第一厚度可以不同于第二厚度。然而，第一厚度和第二厚度也可以完全相同。
第一厚度可以小于第二厚度。发明人已经发现，具有均匀厚度的泳帽可以导致大的垂直剪切力，并且特别是向上拉动的剪切力。泳帽可能往往“将其自身从运动员的头部拉离”。垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力可以通过一种泳帽进一步减小，该泳帽包括：主体，包括第一厚度；和边缘部分，围绕泳帽的边缘布置，包括第二厚度；其中，第一厚度小于第二厚度。
第一厚度可以在0.2至0.6mm之间，优选在0.3至0.5mm之间。第一厚度越小，垂直剪切力特别是向上拉动的剪切力越小。然而，第一厚度由于两个原因而不能太小。首先，泳帽需要具有一定的最小第一厚度，以确保足够的稳定性。其次，对于小的第一厚度，运动员的头发在泳帽的外侧创建缺口，其可能导致游泳期间的湍流，并增加运动员所经受的阻力。发明人已经发现，给定的范围提供了这些因素之间的优选平衡，从而允许理想的适配性、良好的稳定性和低的阻力。
第二厚度可以在1.5至2.5mm之间，优选在1.5至2mm之间。第二厚度越大，垂直剪切力尤其是向上拉动剪切力越小。然而，如果第二厚度太大，运动员所经受的阻力增加。
主体可以包括第一材料，并且边缘部分也可以包括第一材料。泳帽可以由基本上单一的材料形成。“基本上”在本语境中意味着不考虑(例如由于杂质的)波动和制造缺陷。这允许泳帽的格外简单的构造，例如通过注塑成形或沥铸成形。
边缘部分的宽度可以绕边缘在10mm至30mm之间变化。发明人已经发现，边缘部分的宽度中的变化还可以改进良好适配性和低阻力之间的平衡。例如，边缘部分在前部部分中的宽度小于在后部部分中的宽度。在本语境中，前部部分是在正常使用期间，布置在运动员前额上的泳帽的部分。这样，来自边缘部分的阻力可以在前部部分上减小，这对于确定阻力格外重要，而在后部部分中的更宽的边缘部分可以改进泳帽的适配性。
主体和/或边缘部分可以包括20至60之间的肖氏A硬度，优选地在20至50之间，最优选地在20至40之间。发明人已经发现，更大的硬度减小了由泳帽外侧的运动员的头发所引起的缺口的深度或高度。这改进了运动员所经受的阻力。然而，如果泳帽太硬，运动员会感到不舒适。在上述指定的硬度范围内，在这两个因素之间获得了良好的平衡。
主体和/或边缘部分的表面可以包括纹理。发明人已经发现，有纹理的表面可以降低穿戴该泳帽的运动员所经受的阻力。
悬垂部分可以从泳帽的围边，或从本文所限定的等效的平面突出至少1cm，并且凹部可以代表从围边起，或从本文所限定的等效的平面起的1cm的缺口。这样，可以改进泳帽在运动员头部上的适配稳定性。
泳帽可以包括氯丁橡胶、乳胶和/或硅树脂。这些材料耐用且穿戴舒适。氯丁橡胶、乳胶和/或硅树脂，也称为聚硅氧烷，由于它们基本上防水，允许运动员的头发保持干燥。基本上防水理解为：即使材料本身是防水的，一些水也可能通过尤其是在泳帽边缘周围(例如由于运动员的头发)形成的空隙或裂缝来从泳帽下面进入。
附图说明
下面，参照附图描述本发明的示例性实施例。
图1A-1C：示出了根据本发明的示例性方法；
图2A-2D：示出了根据本发明的示例性方法，特别是减小垂直剪切力的方法；并且
图3A-3B：示出了根据本发明的示例性泳帽。
具体实施方案
下面详细描述本发明的一些实施例。应当理解，这些示例性实施例能够以多种方式修改，并且只要兼容就可以彼此组合，且只要某些特征看起来是非必要的，他们可以被省略。
图1A-1C说明了根据本发明来设计运动制品的示例性方法。
设计运动制品的示例性方法包括：(a1)扫描至少第一人的至少一个身体部位；(a2)扫描第二人的身体部位；(b1)创建第一人的身体部位的第一数字模型(图1A-1C中未示出)；(b2)创建第二人的身体部位的第二数字模型(图1A-1C中未示出)；(c)基于第一数字模型和第二数字模型的平均值创建身体部位的平均数字模型11b；(d)创建运动制品的数字模型12；(e)将运动制品的数字模型12数字化地布置在身体部位的平均数字模型11b上，允许运动制品的数字模型12数字化地拉伸；以及(f)基于身体部位的平均数字模型11b和运动制品的数字模型12，数字化地修改运动制品的数字模型12的至少一种特性。
图1A示出了示例性的身体部位(在该实例中为头部)的平均数字模型11b以及示例性的运动制品(在该实例中为泳帽)的数字模型12的正面视图。图1B示出了相应的侧面视图。
在该实例中，扫描至少一个身体部位，包括提供至少两台相机以获得身体部位的三维图像。这样，获得了以身体部位的平均数字模型11b(如图1A-1B所示)为基础的身体部位的三维第一数字模型和身体部位的三维第二数字模型。
经过修改的特性包括泳帽的形状。在该实例中，修改了泳帽在前部部分21中的初始长度13。如图1B所示，经修改的长度14比初始长度13长。前部部分21可以是在正常使用期间布置在运动员前额上的泳帽部分。
参照图1C，运动制品的数字模型12的特性包括泳帽的周长。数字化地修改周长，包括：数字化地修改周长，使得当将泳帽的数字模型12数字化地布置在身体部位的第一数字模型11a上或身体部位的平均数字模型11b上时，泳帽的数字模型12的第一部分15的周长以第一百分率来拉伸，并且泳帽的数字模型12的第二部分16的周长以第二百分率来拉伸。应当理解，数字化地修改周长意味着数字化地修改未拉伸的周长，即，数字化地修改与数字化地拉伸不同，因为在数字化地拉伸的情况下周长会增加，但未拉伸的情况下周长不会增加。
在该实例中，泳帽的数字模型12还包括第三部分17和第四部分18。泳帽的第三部分17的周长以第三百分率来拉伸，并且泳帽的第四部分18周长以第四百分率来拉伸。
在该实例中，第一部分15是泳帽的顶部部分，第二部分16是泳帽的中间部分，并且第一百分率小于第二百分率。第三部分17是泳帽的更低的中间部分，并且第四部分18是泳帽的底部部分。第二百分率小于第三百分率，第三百分率又依次小于第四百分率。泳帽仅具有顶部部分和底部部分也是可能的。在这种情况下，第一部分15和第二部分16可以与顶部部分相同，并且第三部分17和第四部分可以与底部部分相同。可替代地，顶部部分可以包括第一部分15至第三部分17。
作为一实例，第一百分率为10％，第二百分率为20％，第三百分率为30％，第四百分率为40％。
在该实例中，修改泳帽的数字模型的形状还包括：创建两个悬垂部分19和凹部20，该悬垂部分19对称地布置在穿戴者脊柱的两侧上，该凹部20布置得接近脊柱。悬垂部分19从泳帽的数字模型的围边(为了清楚起见而省略，在图2A中示出)突出1.5cm，并且凹部20代表了从围边起的3cm的缺口。
特别地，为了为一组游泳者提供泳帽的优化适配，需要理解游泳者头部的几何结构。这可以通过创建游泳者的平均数字头部模型来实现，其包括扫描多个游泳者的头部，并完成头部扫描的统计分析。完成此分析的一种示例性方式是通过非刚性配准过程，其将公用模板网格数字化地施加于所有头部扫描实体，并获得对应于多个头部扫描的一组网格。该组网格中的每个网格具有相同的拓扑和顶点数，但具有与各自的原始扫描相对应的多种几何结构和形状。然后，该组网格允许直接且容易地比较头部扫描并完成统计操作，诸如计算平均值或标准偏差。因此可以生成多个头部扫描的平均模型。可替代地，本文可以使用用于生成3D几何结构的任何合适的方法。
图2A-2D说明了本发明的另一方面。图2A示出了示例性的泳帽的数字模型。
示例性的泳帽的数字模型12包括：主体23，其包括第一厚度；和边缘部分24，其围绕泳帽的边缘布置，并包括第二厚度；和对称地分别布置在穿戴者的脊柱的两侧上的两个悬垂部分19，以及布置得接近脊柱的一凹部20。
悬垂部分19从泳帽的数字模型12的围边29突出。凹部20是从泳帽的数字模型12的围边29起的类似缺口。
围边29是由泳帽的前额部分限定的泳帽的假想边缘，并且围绕泳帽的数字模型12的整个周长延伸。悬垂部分和凹部的几何等效定义可以关于由三个不同的非共线的点30a-30c所限定的平面作出，点30a-30c在泳帽的数字模型12的前额部分处的泳帽的数字模型的边缘上。该平面限定了一个基准，相对于该基准，悬垂部分突出，并且相对于该基准，凹部代表一缺口。
凹部20布置在与前部部分21相对的后部部分22中。悬垂部分19从泳帽的数字模型的围边29突出1.5cm，并且凹部20代表从围边29起的3cm的缺口，如虚线所示。
在该实例中，第一厚度小于第二厚度。
在这种情况下，泳帽的数字模型12还包括泳帽的至少一种材料特性。至少一种材料特性包括泳帽的弹性模量。示例性的泳帽的数字模型12用于由硅树脂制成的泳帽，因此弹性模量是硅树脂的弹性模量。在这种情况下，弹性模量，也称为杨氏模量，可以在2-12MPa之间，
如图2B-2D所说明的，该方法还包括基于身体部位的第一数字模型11a和运动制品的数字模型12来计算至少一种力。至少部分地基于所计算的力来数字化地修改运动制品的数字模型12的特性。力是垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力，并且数字化地修改运动制品的数字模型12的特性包括减小向上拉动的剪切力。基于有限元素分析计算该力。
图2B-2D示出了使用相同的身体部位(即头部)的第一数字模型11a为三种不同的泳帽的数字模型所计算的垂直剪切力，并且特别是向上拉动的剪切力。
图2B所示的泳帽的数字模型具有主体(诸如图2A所示的主体23)和边缘部分(诸如图2A所示的边缘部分24)，该主体具有0.8mm的均匀厚度，边缘部分具有2mm的厚度。图2B示出了低力度区域26恰好位于头部的第一数字模型的耳部下方，并且中等力度区域27位于接近颞骨和枕骨处。高力度区域28位于接近额骨处，并在耳部上方。附图标记25表示“零力度区域”，其中所计算的力低于预定阈值。
因此，图2B所示的泳帽的数字模型总体上导致相当大的垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力，该向上拉动的剪切力将用于将泳帽从运动员的头部拉离，并且可能导致运动员相当不舒适。应当注意，具有均匀厚度的泳帽(即，没有边缘部分24的泳帽)的数字模型将显示大得多的垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力。
图2C所示的泳帽的数字模型具有主体(诸如图2A所示的主体23)和边缘部分(诸如图2A所示的边缘部分24)，该主体具有0.6mm的均匀厚度，边缘部分具有2mm的厚度。图2C示出了低力度区域26恰好位于头部的第一数字模型的耳部下方，并且接近颞骨处。中等力度区域27位于接近额骨处。附图标记25表示“零力度区域”，其中所计算的力低于预定阈值。
因此，与图2B所示的泳帽的数字模型相比，图2C所示的泳帽的数字模型总体上导致显著减小的垂直剪切力，特别是向上拉动的剪切力。
图2D所示的泳帽的数字模型具有主体(诸如图2A所示的主体23)和边缘部分(诸如图2A所示的边缘部分24)，该主体具有0.4mm的均匀厚度，边缘部分具有2mm的厚度。图2D示出了低力度区域26恰好位于头部的第一数字模型11a的耳部下方。附图标记25表示“零力度区域”，其中所计算的力低于预定阈值。
因此，图2D所示的泳帽的数字模型总体上几乎不导致垂直剪切力，特别是几乎不导致向上拉动的剪切力，因此导致了卓越且稳定的适配性和舒适的穿戴体验。
图3A-3B示出了根据本发明的示例性泳帽32。例如参照图1A-1C，泳帽32布置在人体模型31上，人体模型是如本文所描述的头部的平均数字模型11b的实体模型。图3A示出了正面视图，而图3B示出了后部视图。
泳帽32包括：主体23，包括第一厚度；以及边缘部分24，边缘部分24布置在泳帽32的边缘周围，并包括第二厚度；以及两个悬垂部分19和凹部20，悬垂部分19对称地分别布置在穿戴者的脊柱的两侧上，凹部20布置得接近脊柱。
悬垂部分19从泳帽32的围边29突出。凹部20是从泳帽32的围边29起的类似缺口。
围边29是由泳帽的前额部分限定的泳帽的假想边缘，并且围绕泳帽的数字模型12的整个周长延伸。悬垂部分和凹部的几何等效定义可以关于由三个不同的非共线的点30a-30c所限定的平面作出，点30a-30c在泳帽32的前额部分处的泳帽32的边缘上。该平面限定了一个基准，相对于该基准，悬垂部分突出，并且相对于该基准，凹部20代表一缺口。
在该实例中，第一厚度小于第二厚度。
第一厚度为0.4mm，第二厚度为2mm。主体23包括第一材料，并且边缘部分24也包括第一材料。在这种情况下，主体23和边缘部分24使用沥铸成形法由硅树脂制作。
边缘部分24的宽度绕边缘在10mm至30mm之间变化。发明人已经发现，边缘部分24的宽度中的变化还可以改进良好适配性和低阻力之间的平衡。在该实例中，边缘部分24在前部部分21中的宽度小于在后部部分22中的宽度。
主体23和边缘部分24的肖氏A硬度为40。尽管在该实例中，主体23和/或边缘部分24的表面不包括纹理，而在其它实例中，主体23和/或边缘部分24的表面可以包括纹理。
悬垂部分19从泳帽32的围边29突出1cm，并且凹部20代表从围边29起的1cm的缺口。
附图标记：
11a：身体部位的第一数字模型
11b：身体部位的平均数字模型
12：运动制品的数字模型
13：初始长度
14：修改长度
15：第一部分
16：第二部分
17：第三部分
18：第四部分
19：悬垂部分
20：凹部
21：前部部分
22：后部部分
23：主体部分
24：边缘部分
25：零力度区域
26：低力度区域
27：中等力度区域
28：高力度区域
29：围边
30a、30b、30c：点
31：人体模型
32：泳帽

Claims (15)

1.一种设计运动制品的方法，包括：
(a)扫描至少第一人的至少一个身体部位；
(b)创建所述第一人的身体部位的第一数字模型(11a)；
(c)创建运动制品的数字模型(12)；
(d)将所述运动制品的数字模型(12)数字化地布置在所述身体部位的第一数字模型(11a)上，同时允许所述运动制品的数字模型(12)数字化地拉伸；以及
(e)基于所述身体部位的第一数字模型(11a)和所述运动制品的数字模型(12)，数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的至少一种特性，
其中，所述运动制品的数字模型(12)的特性包括所述运动制品的周长；并且
其中数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的特性包括：
数字化地修改所述周长，使得当将所述运动制品的数字模型(12)数字化地布置在所述身体部位的第一数字模型(11a)或所述身体部位的平均数字模型(11b)上时：
所述运动制品的数字模型(12)的第一部分(15)的周长以第一百分率拉伸；
所述运动制品的数字模型(12)的第二部分(16)的周长以第二百分率拉伸；
其中，所述第一部分(15)是所述运动制品的顶部部分，所述第二部分(16)是所述运动制品的底部部分；并且，其中所述第一百分率小于所述第二百分率，
其中，所述第一百分率在0％至10％之间，所述第二百分率在20％至50％之间。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
扫描第二人的身体部位；
创建所述第二人的身体部位的第二数字模型；
基于所述第一数字模型(11a)和所述第二数字模型的平均值，创建身体部位的平均数字模型(11b)；
将所述运动制品的数字模型(12)数字化地布置在所述身体部位的平均数字模型(11b)上，允许所述运动制品的数字模型(12)数字化地拉伸，其中，
基于所述身体部位的平均数字模型(11b)和所述运动制品的数字模型(12)，数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的特性。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，扫描至少一个身体部位包括：提供至少两台相机以获得所述身体部位的三维图像。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述身体部位是头部，所述运动制品是泳帽(32)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述运动制品的数字模型(12)的特性包括所述运动制品的形状。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运动制品的数字模型(12)和/或所述身体部位的第一数字模型(11a)还包括：所述运动制品和/或所述身体部位的至少一种材料特性。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述运动制品的数字模型(12)和/或所述身体部位的第一数字模型(11a)和/或所述身体部位的平均数字模型(11b)还包括：所述运动制品和/或所述身体部位的至少一种材料特性。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述至少一种材料特性包括所述运动制品的弹性模量。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述身体部位的第一数字模型(11a)以及所述运动制品的数字模型(12)计算至少一种力，并且其中，数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的特性至少部分地基于所计算的力。
10.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述身体部位的平均数字模型(11b)以及所述运动制品的数字模型(12)计算至少一种力，并且其中，数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的特性至少部分地基于所计算的力。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述力是垂直剪切力，并且其中数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的至少一种特性包括减小所述垂直剪切力。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，基于有限元素分析计算所述力。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的至少一种特性包括数字化地修改所述运动制品的数字模型(12)的厚度。
14.一种制造运动制品的方法，包括：
(a)创建根据权利要求1-13中任一项的运动制品的设计；以及
(b)根据所述设计制造运动制品。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，制造所述运动制品包括使所述运动制品注塑成形或沥铸成形。
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