一种基于人体关节特征个性化定制的3D打印护具的制作方法技术

一种基于人体关节特征个性化定制的3D打印护具的制作方法属于增材制造领域和护具领域，制作贴合使用者的个性化护具。具体为涉及一种利用高精度点云进行反向建模合成护具接触位置模型、一种将护具接触位置模型组合到护具并进行优化的方法以及一种基于solidworks中宏命令调控尺寸的方法。中宏命令调控尺寸的方法。中宏命令调控尺寸的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体关节特征个性化定制的3D打印护具的制作方法


[0001]本专利技术涉及一种利用高精度点云进行反向建模合成护具接触位置模型、一种将护具接触位置模型组合到护具并进行优化的方法以及一种基于solidworks中宏命令调控尺寸的方法，属于增材制造领域和护具领域，制作贴合使用者的个性化护具。

技术介绍

[0002]由于冰雪项目的技术操作性较强,缺乏专业训练的参与者发生运动损伤的几率很高。所以对于冰雪运动项目的初学者来说，护臀、护腕、护膝等护具是很重要的。但如今市面上的护具存在价格昂贵、个体匹配度较差易移位、样式单一等问题。基于人体扫描建模的定制化护具则将此问题得以很好的解决。而如何设计出一套低成本高性能的定制化护具制作方法则是本项目研究的重点与难点问题。
[0003]现阶段，国内的滑雪运动装品牌非常少，主要以电商销售为主，款式单一且没有自主研发的新科技，仅具备基本的防水、透气、耐磨等功能，缺乏创新设计。
[0004]在产品方面，目前很少有针对滑雪运动的护具产品，多是从摩托车护具或山地自行车护具延展过来的，并不能在滑雪运动中对身本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人体关节特征个性化定制的3D打印护具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用手持式扫描仪对关节模型进行扫描2)通过SolidWorks制作护具前端模型3)利用Geomagic Design软件拟合贴合部分曲面4)利用solidworksAPI与独立脚本程序结合，对模型进行去棱角合并操作5)通过Ansys Workbench软件对护具进行尺寸优化和拓扑优化6)将文件导入FDM打印机中打印，得到制作完成的护具。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：使用手持式扫描仪对人体关节的不同部位进行扫描，获取关节数据以及点云，并导出STL格式的关节模型。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：护具模型的设计由SolidWorks完成；本护具的设计聚焦在肘部正面的防护上，采用拼接的设计；在内衬处采用贴合人体曲线的设计。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：将手持扫描仪扫描得到的多组点云文件导入Geomagic Design X 2019.0.2；利用“法向信息向导”模块给予点云文件法向量，并且将多组点云文件同一特征法向量统一朝向；利用“面片创建精灵数据编辑模块”对点云的噪音进行删除；在数据预对齐模块选中全部点云文件利用自动对齐功能进行对齐，对齐精度设定为“72％”；在“最佳拟合对齐模块”选择多个点云进行对齐操作；最后在数据合并模块创建面片文件；利用修补精灵，对面片文件缺陷进行修补，设定“曲率填孔”；利用面片优化功能，对面片文件进行优化，方法选择“优质面片替换”，设定边线最小长度的乘数为“1
‑
1.1”，设定边线最大乘数为“5
‑
5.5”，设定许可偏差的乘数为“0.1
‑
0.11”；利用自动曲面创建功能对面片文件进行“有机曲面拟合”，曲面片计数选定为“自动”，拟合方法选定“非均匀”，几何形状捕捉精度选定“75
‑
80％”，公差选定为“0.1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勇，荣葆利，赵睿豪，曹一，王浩勋，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：