一種個性化定制的拐杖手柄的制造方法及該拐杖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拐杖手柄的加工制造研宄領(lǐng)域，特別涉及一種個性化定制的拐杖手柄的制造方法，及利用上述制造方法所制出的個性化拐杖。
【背景技術(shù)】
[0002]由于疾病、車禍等各種原因?qū)е略S多患者骨骼因為受到物理或其他損害而產(chǎn)生骨折或永久性喪失部分行動能力，部分患者因此需要臨時或永久使用醫(yī)用拐杖輔助其進(jìn)行日常行動。隨著生活水平的提高，許多患者不滿足于傳統(tǒng)工藝大規(guī)模制造的統(tǒng)一規(guī)格的醫(yī)用拐杖，特別希望在拐杖手柄等與使用舒適度相關(guān)的部件上獲得符合其自身生理特點的個性化定制產(chǎn)品。因此，就該發(fā)明成果的應(yīng)用上，存在著巨大的潛在用戶，市場應(yīng)用前景廣闊。
[0003]在制造工藝上，國內(nèi)外主要通過鑄造、沖壓、切削和注塑等傳統(tǒng)機械加工工藝制造不銹鋼、塑料、木材等材質(zhì)的醫(yī)用拐杖手柄。這些工藝雖然具有生產(chǎn)速度快、成本低廉等特點，但規(guī)格為統(tǒng)一設(shè)計，未能充分考慮到使用者自身的生理特點和個性化需求，使用時舒適度差，特別給長期使用者帶來了不便。而傳統(tǒng)定制的醫(yī)用拐杖手柄需要大量的人工加工工序，耗時長，成本高，僅能滿足小部分使用者的需求。
[0004]因此，對快速制造個性化定制的拐杖手柄的制造工藝的研宄具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種個性化定制的拐杖手柄的制造方法，該方法可以根據(jù)用戶生理特點，快速地進(jìn)行個性化定制，且具有成本低的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種利用上述制造方法所制出的個性化拐杖，該拐杖考慮了使用者自身的生理特點和個性化需求，提高了用戶的使用體驗。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):一種個性化定制的拐杖手柄的制造方法，利用使用者的硅膠握持手模和三維掃描儀建立拐杖手柄的三維數(shù)據(jù)模型，然后通過增材制造技術(shù)完成拐杖手柄的制造。
[0008]具體的，包括以下步驟:
[0009](I)將硅膠材料包裹于一圓柱體外側(cè)，獲得手柄初始模型；
[0010](2)通過握持手柄初始模型的硅膠材料部分，獲得握持動作時手掌部分和手柄接觸的形態(tài)模型，即獲得硅膠握持手模；
[0011](3)通過三維掃描儀對硅膠握持手模進(jìn)行掃描，獲得硅膠握持手模的大小及曲面參數(shù)，模擬制作三維數(shù)據(jù)模型；
[0012](4)根據(jù)三維數(shù)據(jù)模型，采用增材制造技術(shù)制造拐杖手柄。
[0013]更進(jìn)一步的，所述個性化定制的拐杖手柄的制造方法還包括步驟:
[0014](5)對制造出的拐杖手柄進(jìn)行打磨、上色。
[0015]具體的，所述步驟(I)中，圓柱體的長度為9-15厘米，直徑為3-6厘米。具體的尺寸可根據(jù)使用者的手型尺寸選取，這樣獲得的手柄初始模型尺寸即能滿足使用者的個性化需求，又可方便的安裝到現(xiàn)有規(guī)格的商業(yè)化拐杖上。
[0016]具體的，所述步驟(3)中，三維數(shù)據(jù)模型的獲取步驟是:
[0017](3-1)米用光柵三維掃描儀或激光三維掃描儀對娃膠握持手模進(jìn)行掃描；
[0018](3-2)獲得表征硅膠握持手模的大小及曲面參數(shù)的點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維逆向設(shè)計軟件；
[0019](3-3)刪除點云數(shù)據(jù)中不需要的數(shù)據(jù)；
[0020](3-4)將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角形網(wǎng)格數(shù)據(jù)，并通過補洞、松弛、去除操作修復(fù)三角形網(wǎng)格數(shù)據(jù)中的錯誤；
[0021](3-5)在三角形網(wǎng)格數(shù)據(jù)模型中，沿圓柱體軸向方向生成一個直徑0.5-3厘米的貫通孔；
[0022](3-6)最終導(dǎo)出STL格式三維數(shù)據(jù)模型文件。
[0023]更進(jìn)一步的，所述步驟(3-1)中的光柵三維掃描儀采用白光或者藍(lán)光掃描，所述掃描儀是通過投射在物體上的光柵的粗細(xì)變化和位移，配合雙攝像頭獲取的數(shù)字影像進(jìn)行計算機運行處理，得到硅膠握持手模的實際三維外形。
[0024]更進(jìn)一步的，所述步驟(3-1)中的激光三維掃描儀為基于脈沖的脈沖式三維激光掃描儀，或基于相位差的三維激光掃描儀，或基于三角測距原理的三維激光掃描儀。
[0025]更進(jìn)一步的，所述步驟(3-5)后，根據(jù)人體工程學(xué)原理和使用者的個性化需求，對三角形網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行變形處理或是添加紋理、裝飾。以更滿足用戶的需求。
[0026]具體的，所述步驟(4)中，采用增材制造技術(shù)制造拐杖手柄的步驟是:
[0027](4-1)將步驟(3)得到的三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入快速成型機(3D打印機)的控制終端，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括擺放定位、添加支撐、切片分層，其中分層厚度設(shè)為0.1-0.5mm，對每一層的軌跡進(jìn)行計算，最后保存為快速成型機的工作文件；
[0028](4-2)快速成型機將絲狀材料從加熱的噴嘴擠出，按照工作文件中預(yù)定的分層厚度和軌跡，以固定的速率在工作臺上進(jìn)行熔體沉積，每完成一層，工作臺下降一個層厚，再在已沉積的材料表面疊加沉積新的一層，如此反復(fù)最終實現(xiàn)手柄的沉積成型。
[0029]優(yōu)選的，所述步驟(4-2)中，制造拐杖手柄的材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，或是含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物，或是聚碳酸酯，或是含有聚碳酸酯的混合物，或是聚苯砜，或是含有聚苯砜的混合物，或是樹脂，或是橡膠，或是含有上述任意一種或是幾種材料的混合物。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0031]本發(fā)明利用三維建模和增材制造技術(shù)來制作拐杖，有效的克服了現(xiàn)有的制造方法在個性化定制、使用舒適度、制造周期、生產(chǎn)成本等方面的不足，極大的降低了生產(chǎn)成本、制造周期，提高了使用者的用戶體驗，滿足了其個性化定制的需求。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，一種個性化定制的拐杖手柄的制造方法，主要包括4個步驟，分別是獲得手柄初始模型、獲得硅膠握持手模、制作三維數(shù)據(jù)模型、采用增材制造技術(shù)制造拐杖手柄，下面對上述各步驟進(jìn)行具體說明。
[0036]1、獲得手柄初始模型。
[0037]本實施例為將硅膠材料包裹于一圓柱體外側(cè)，該圓柱體長度為9-15厘米，直徑為3-6厘米，以便更符合一般人的手型尺寸。實際應(yīng)用中這個尺寸可任意調(diào)整。
[0038]2、獲得硅膠握持手模。
[0039]通過握持手柄初始模型的硅膠材料部分，獲得握持動作時手掌部分和手柄接觸的形態(tài)模型，即獲得硅膠握持手模。
[0040]3、制作三維數(shù)據(jù)模型。
[0041]通過三維掃描儀對硅膠握持手模進(jìn)行掃描，獲得硅膠握持手模的大小及曲面參數(shù)，模擬制作三維數(shù)據(jù)模型，具體步驟是:
[0042](3-1)米用光柵三維掃描儀或激光三維掃描儀對娃膠握持手模進(jìn)行掃描。
[0043]如果采用光柵三維掃描儀，則該掃描儀采用白光或者藍(lán)光掃描，這種掃描儀是通過投射在物體上的光柵的粗細(xì)變化和位移，配合雙攝像頭獲取的數(shù)字影像進(jìn)行計算機運行處