一种基于三维扫描和3D打印的腿枕的制作方法

一种基于三维扫描和3d打印的腿枕
技术领域
1.本实用新型涉及保健器具的技术领域，尤其涉及一种基于三维扫描和3d打印的腿枕。


背景技术：

2.腿枕能够抬高双腿，保持膝盖微曲，更利于血液回流，减轻腿部血管压力，有医疗保健功能。
3.市场上售卖的医疗用腿枕多为通用尺寸设计，适用于各年龄段多种差异体型的人群，虽然增大了适用范围，但是舒适度大大降低，与人体的体型存在差异，不能与人体的腿部相匹配，使用过程不舒适，易劳累，易滑脱的情况时有发生，腿枕多为固定形状的柔性材料制成，无法依据使用者需求达到相匹配的形状，可调尺寸的需要依靠机械结构进行辅助，虽然增加了与人体之间的适配性，不过制作周期长，材料成本高，结构操作复杂，机械结构的存在导致柔性降低，舒适度降低，影响使用者的使用感官及效果。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有腿枕与人体之间的适配性低，制作周期长的问题，提供一种基于三维扫描和3d打印的腿枕。
5.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，包括：枕体1，所述枕体1上开设有与人体腿部相匹配的限位槽2，所述限位槽2用于对人体腿部进行限位；
7.所述枕体1包括：多个由下至上铺设的网状层11，每一个所述网状层11包括：填充线111，通过若干所述填充线111交织形成网状结构，任意相交的两个所述填充线111，其接触点熔融连接；
8.任意相邻的两个所述网状层11，其位于上侧的网状层11的下表面和其位于下侧的网状层11的上表面熔融连接，其位于上侧的网状层11的若干所述填充线111和其位于下侧的网状层11的若干所述填充线111错位排列，避免其位于上侧的网状层11的任意一个所述填充线111和其位于下侧的网状层11的一个所述填充线111位于同一竖直平面。
9.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，枕体1的上表面为弧状面，枕体1的下表面为平面，所述枕体1的上表面上开设有两个与人体腿部相匹配的所述限位槽2。
10.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，枕体1的每一个边角处均设有用于过渡的圆角。
11.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，每一个所述网状层11的任一个所述填充线111和与该所述网状层11相邻的所述网状层11的多个所述填充线111的接触点熔融连接。
12.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，每一个所述网状层11的任一个所述填充线111和与该所述网状层11相邻的所述网状层11的多个所述填充线111相互平行或垂
直。
13.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，位于任一所述网状层11的若干所述填充线111呈网格状排列。
14.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，所述枕体1的任一竖直截面呈网状。
15.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，每一个填充线111的直径为350μm，位于同一个所述网状层11的任意相邻的两个相互平行的所述填充线111的间距为1.5mm。
16.上述的基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，任意相连接的四个所述网状层11合围形成一个镂空层，每一个所述镂空层内设有多个由若干所述填充线111交错组成的菱方结构。
17.本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
18.(1)本实用新型可以采用fdm型3d打印工艺生产，有效地降低基于三维扫描和3d打印的腿枕的生产成本；
19.(2)本实用新型具有镂空结构，多层镂空层的填充线之间通过交错设置，组成菱方结构，从而具有较好的弹性和透气性；
20.(3)本实用新型中，三维扫描技术具有非接触式测量、速度快、精度高、使用方便等优点，能够根据不同定制者的腿部情况进行个性化设计，使其完全贴合患者腿部，实现个性化、精准化和定制式的治疗；
21.(4)本实用新型中，采用3d打印技术，生产过程迅速，产品质量稳定，与使用者腿部能够达到完美适配。
附图说明
22.图1是本实用新型的一种基于三维扫描和3d打印的腿枕的结构示意图。
23.图2是本实用新型的一种基于三维扫描和3d打印的腿枕的立体结构示意图。
24.图3是本实用新型的一种基于三维扫描和3d打印的腿枕的立体结构正视图。
25.图4是本实用新型的一种基于三维扫描和3d打印的腿枕的立体结构侧视图。
26.图5是本实用新型的一种基于三维扫描和3d打印的腿枕的镂空层的结构示意图。
27.附图中：1、枕体；2、限位槽；11、网状层；111、填充线。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
29.请参照图1至图5所示，示出了一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，其中，包括：枕体1，枕体1上开设有与人体腿部相匹配的限位槽2，限位槽2用于对人体腿部进行限位；
30.枕体1包括：多个由下至上铺设的网状层11，每一个网状层11包括：填充线111，通过若干填充线111交织形成网状结构，任意相交的两个填充线111，其接触点熔融连接；
31.任意相邻的两个网状层11，其位于上侧的网状层11的下表面和其位于下侧的网状层11的上表面熔融连接，其位于上侧的网状层11的若干填充线111和其位于下侧的网状层11的若干填充线111错位排列，避免其位于上侧的网状层11的任意一个填充线111和其位于下侧的网状层11的一个填充线111位于同一竖直平面。
32.进一步，在一种较佳实施例中，枕体1的上表面为弧状面，枕体1的下表面为平面，枕体1的上表面上开设有两个与人体腿部相匹配的限位槽2。
33.进一步，在一种较佳实施例中，枕体1的每一个边角处均设有用于过渡的圆角。
34.进一步，在一种较佳实施例中，每一个网状层11的任意一个填充线111和与该网状层11相邻的网状层11的多个填充线111的接触点熔融连接。
35.进一步，在一种较佳实施例中，每一个网状层11的任意一个填充线111和与该网状层11相邻的网状层11的多个填充线111相互平行或垂直。
36.进一步，在一种较佳实施例中，位于任一网状层11的若干填充线111呈网格状排列。
37.进一步，在一种较佳实施例中，枕体1的任一竖直截面呈网状。
38.进一步，在一种较佳实施例中，每一个填充线111的直径为350μm，位于同一个网状层11的任意相邻的两个相互平行的填充线111的间距为1.5mm。
39.进一步，在一种较佳实施例中，任意相连接的四个网状层11合围形成一个镂空层，每一个镂空层内设有多个由若干填充线111交错组成的菱方结构。
40.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。
41.本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：
42.本实用新型的进一步实施例中，一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，包括：枕体1，枕体1上开设有与人体腿部相匹配的限位槽2，限位槽2用于对人体腿部进行限位，避免腿枕在使用过程中人体腿部从枕体1上滑脱。
43.本实用新型的进一步实施例中，枕体1包括：多个由下至上铺设的网状层11，任意相邻的两个网状层11相互连接。
44.本实用新型的进一步实施例中，每一个网状层11包括：若干填充线111，任意位置交错设置的两个填充线111相互连接。
45.本实用新型的进一步实施例中，枕体1的上表面为弧状面，枕体1的下表面为平面，枕体1的上表面上开设有两个与人体腿部相匹配的限位槽2。
46.本实用新型的进一步实施例中，填充线111为柔性材料。
47.本实用新型的进一步实施例中，枕体1的每一个边角处均设有用于过渡的圆角。
48.本实用新型的进一步实施例中，每一个网状层11的任意一个填充线111和与该网状层11相邻的网状层11的多个填充线111交错连接。
49.本实用新型的进一步实施例中，每一个网状层11的任意一个填充线111和与该网状层11相邻的网状层11的多个填充线111相垂直。
50.本实用新型的进一步实施例中，位于任一网状层11的若干填充线111呈网格状排列。
51.本实用新型的进一步实施例中，激光扫描法的本质是三角测量法，运用相似三角形原理，用多个激光扫描头对站立在测量箱内的被测者从多个方位进行扫描，计算人体表面各点的三维坐标，经过计算机采集处理，形成人体三维模型，然后对模型进行三维尺寸测量，得到非常精确的人体尺寸。该方法测量精度高，对环境要求不高。
52.本实用新型的进一步实施例中，3d打印可以在没有模具或工装夹具的情况下，对
任意cad设计模型快速精准地实现制作过程，另外设计者也可以对设计的新产品进行快速评估和优化，大大缩减了制造周期，降低了生产成本。
53.本实用新型的进一步实施例中，对人体腿部进行激光扫描后得到精确的人体尺寸，依据该尺寸设计腿枕尺寸并进行3d打印。
54.本实用新型的进一步实施例中，一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，包括：枕体1，其用于支撑腿部，且枕体1的上侧面设有限位结构，限位结构用于限制腿部脱离枕体1。
55.本实用新型的进一步实施例中，限位结构包括两个限位槽2，两个限位槽2间隔开设于枕体1的上侧面，腿部的部分置于两个限位槽2内，以限制腿部脱离枕体1。
56.本实用新型的进一步实施例中，两个限位槽2是通过对患者腿部进行三维扫描所获取到的腿部尺寸数据适配进行3d打印的，以契合腿部形状。
57.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为3d打印而成，3d打印的材料采用柔性材料。
58.本实用新型的进一步实施例中，柔性材料选自tpu、光敏树脂、橡胶、abs塑料和有机硅树脂中任意的一种或多种组合。
59.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为镂空状结构。
60.本实用新型的进一步实施例中，镂空状结构包括若干层网状层11，每一层网状层11由若干条填充线111构成，填充线111之间交错形成平面图形，各层网状层11的填充线111所构成的平面图形相同，填充线111形成的平面图形为矩形；相邻两层网状层11的填充线111交错设置，上下两层填充线111的交错位置熔融黏合；相隔的两层网状层11之间的熔融黏合点在竖直方向错开。
61.本实用新型的进一步实施例中，每一层网状层11的填充线111均为平行线，每四层网状层11为一组，相邻两层网状层11的填充线111之间的夹角为90
°
，相隔的两层网状层11之间的填充线111在竖直方向上错开，多组网状层11层叠组成镂空状结构。
62.本实用新型的进一步实施例中，填充线111粗细均匀，直径为350μm，填充线111之间的间距为1.5mm。
63.本实用新型的进一步实施例中，枕体1的边角处均设置圆弧过渡。
64.本实用新型的进一步实施例中，一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，包括：枕体1，其用于支撑腿部，且枕体1的上侧面设有限位结构，限位结构用于限制腿部脱离枕体1。
65.本实用新型的进一步实施例中，限位结构包括两个限位槽2，两个限位槽2间隔开设于枕体1的上侧面，腿部的部分置于两个限位槽2内，以限制腿部脱离枕体1。
66.本实用新型的进一步实施例中，两个限位槽2是通过对患者腿部进行三维扫描所获取到的腿部尺寸数据适配进行3d打印的，以契合腿部形状。
67.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为3d打印而成，3d打印的材料采用柔性材料。
68.本实用新型的进一步实施例中，柔性材料选自tpu、光敏树脂、橡胶、abs塑料和有机硅树脂中任意的一种或多种组合。
69.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为镂空状结构。
70.本实用新型的进一步实施例中，镂空状结构包括若干层网状层11，每一层网状层11由若干条填充线111构成，填充线111之间交错形成平面图形，各层网状层11的填充线111
所构成的平面图形相同，填充线111形成的平面图形为矩形；相邻两层网状层11的填充线111交错设置，上下两层填充线111的交错位置熔融黏合；相隔的两层网状层11之间的熔融黏合点在竖直方向错开。
71.本实用新型的进一步实施例中，每一层网状层11的填充线111均为平行线，每四层网状层11为一组，相邻两层网状层11的填充线111之间的夹角为90
°
，相隔的两层网状层11之间的填充线111在竖直方向上错开，多组网状层11层叠组成镂空状结构。
72.本实用新型的进一步实施例中，填充线111粗细均匀，直径为350μm，填充线111之间的间距为1.5mm。
73.本实用新型的进一步实施例中，枕体1的边角处均设置圆弧过渡。
74.本实用新型的进一步实施例中，可以采用fdm型3d打印工艺生产，有效地降低基于三维扫描和3d打印的腿枕的生产成本；
75.本实用新型的进一步实施例中，具有镂空结构，多层网状层11的填充线111之间通过交错设置，从而具有较好的弹性和透气性；
76.本实用新型的进一步实施例中，三维扫描技术具有非接触式测量、速度快、精度高、使用方便等优点，能够根据不同定制者的腿部情况进行个性化设计，使其完全贴合患者腿部，实现个性化、精准化和定制式的治疗；
77.本实用新型的进一步实施例中，一种基于三维扫描和3d打印的腿枕，包括：枕体1，其用于支撑腿部，且枕体1的上侧面设有限位结构，限位结构用于限制腿部脱离枕体1。
78.本实用新型的进一步实施例中，限位结构包括两个限位槽2，两个限位槽2间隔开设于枕体1的上侧面，腿部的部分置于两个限位槽2内，以限制腿部脱离枕体1。
79.本实用新型的进一步实施例中，两个限位槽2是通过对患者腿部进行三维扫描所获取到的腿部尺寸数据适配进行3d打印的，以契合腿部形状。
80.本实用新型的进一步实施例中，具体来说，预先获取患者腿部的三维扫描图像数据，如通过x光片和ct获取三维扫描图像数据，本技术还可通过光学三维扫描仪对腿部的尺寸进行捕捉，从而获得腿部表面的空间坐标。相对于传统定制工艺而言，光学三维扫描收集简单、方便、准确，并且非接触式光学扫描仪对人体没有危害，不存在辐射，能采集高精度的点云数据，可以做到量体裁衣，对腿部进行精准扫描。然后导入三维建模软件并描绘出患者的腿部大小，根据患者的腿部尺寸，使用计算机进行建模设计并进行3d打印，可以达到更好的治疗效果。
81.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为3d打印而成，3d打印的材料采用柔性材料。
82.本实用新型的进一步实施例中，柔性材料选自tpu、光敏树脂、橡胶、abs塑料和有机硅树脂中任意的一种或多种组合。
83.本实用新型的进一步实施例中，本技术基于三维扫描和3d打印的腿枕通过使用光学三维扫描仪扫描足部获取对应的三维数据，优选地采用tpu材料进行3d一体化成型打印而成。
84.本实用新型的进一步实施例中，tpu(thermoplasticpolyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。热塑性聚氨酯弹性体是典型的多嵌段共聚物，与通用高分子材料相比，其具有较高的强度和弹性、优异的耐磨性、耐化学品性、抗冲击性、以及抗震动性等特
点。同时由于tpu材料的柔性链段和刚性链段交替排列所形成的嵌段结构组成对聚合物的性能起决定因素，所以造成了其在性能具有极大的可调节性。因此，在tpu材料的合成过程中可以通过控制软段和硬段的原材料种类、投料比等的不同以达到合成出满足各种性能要求的tpu产物。有鉴于此，所以tpu材料在国民经济中得到了广泛的应用。
85.本实用新型的进一步实施例中，tpu打印材料性能好，易一体成型，材料利用率高，总体价格经济实惠，对环境友好。
86.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕为镂空状结构。
87.本实用新型的进一步实施例中，镂空状结构包括若干层网状层11，每一层网状层11由若干条填充线111构成，填充线111之间交错形成平面图形，各层网状层11的填充线111所构成的平面图形相同，填充线111形成的平面图形为矩形；相邻两层网状层11的填充线111交错设置，上下两层填充线111的交错位置熔融黏合；相隔的两层网状层11之间的熔融黏合点在竖直方向错开。
88.本实用新型的进一步实施例中，基于三维扫描和3d打印的腿枕的镂空状结构由若干层网状层11组成，各层网状层11均为平面结构，因此可以应用于fdm型3d打印生产，从而使得基于三维扫描和3d打印的腿枕的生产成本较低；各层网状层11的填充线111之间相互交错，即各层网状层11之间可以形成悬空搭桥的结构，相隔的两层网状层11之间会存在间隙，从而形成纵向镂空的结构，使得镂空状结构可以通过纵向压缩来产生弹性，在保证支撑性的同时也可以获得较好的弹性。
89.本实用新型的进一步实施例中，每一层网状层11的填充线111均为平行线，每四层网状层11为一组，相邻两层网状层11的填充线111之间的夹角为90
°
，相隔的两层网状层11之间的填充线111在竖直方上错开。
90.本实用新型的进一步实施例中，每四层网状层11交错形成简单菱方结构，中间三层网状层11将上下两层网状层11隔开，使得上下两层网状层11之间存在更大的间隙，填充线111在受力时发生纵向弹性形变，从而具有更好的弹性。
91.本实用新型的进一步实施例中，填充线111粗细均匀，直径为350μm，填充线111之间的间距为1.5mm。
92.本实用新型的进一步实施例中，腿枕能够抬高双腿，保持膝盖微曲，更利于血液回流，减轻腿部血管压力，有医疗保健功能。
93.本实用新型的进一步实施例中，三维扫描技术可以扫描获取空间物体的外部结构特征，得到数字化的物体表面三维点云信息，经过计算机采集处理，形成人体三维模型，然后对模型进行三维尺寸测量，得到非常精确的人体尺寸。该方法测量精度高，对环境要求不高。
94.本实用新型的进一步实施例中，熔融沉积成型技术(fdm)是目前全世界范围内使用最广泛的3d打印技术，其独特优势就是操作简单、设备维护方便以及成本较低。
95.本实用新型的进一步实施例中，采用3d打印技术，生产过程迅速，产品质量稳定，与使用者腿部能够达到完美适配。
96.本实用新型的进一步实施例中，通过使用者及其家属与医护人员进行沟通讨论，可以依据患者体型打印高度适配的腿枕，也可以根据患者体型选择适配的材料。
97.本实用新型的进一步实施例中，通过使用者及其家属与医护人员进行沟通讨论，
可以依据患者体型打印多个不同高度的腿枕，经过使用者使用感受及医护人员评估后选择适宜高度的腿枕。
98.本实用新型的进一步实施例中，采用3d打印技术，生产过程迅速，价格低廉，可批量生产。
99.本实用新型的进一步实施例中，采用网状镂空结构，减少材料使用，降低材料成本，同时采用镂空的结构方式，增强材料的柔性及贴合度，增加了腿枕的舒适度。
100.本实用新型的进一步实施例中，采用网状镂空结构，减少材料使用，降低材料成本，同时保证了腿枕的支撑效果，能够抬高双腿，保持膝盖微曲，更利于血液回流，减轻腿部血管压力。
101.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。