一種智能義肢的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于義肢技術領域，具體涉及一種符合人體仿生學結構的智能義肢。
[0002]
【背景技術】
[0003]肢體殘疾會導致患者日常生活都收到影響，下肢殘疾會導致患者不能很好適應日?；顒?，如普通的走、跑、跳、上下臺階等都大大降低甚至喪失行走能力。義肢的出現(xiàn)，對殘疾人來說是一個最好的替代正常結構的方案，是當前最合適的滿足患者日常生活的產品。
[0004]然而，目前義肢病變部位測量一直使用數(shù)字測量手段，由人工借助于皮卷尺和游標卡尺測量關鍵部位的數(shù)值并進行位置標識獲得組要制作模型的資料。在加工作坊或車間根據(jù)測量的數(shù)字或標識進行半機械化，半人工化制作和打磨?；颊甙惭b和佩戴義肢產品完成指導患者適應義肢產品，使患者適應義肢產品。
[0005]義肢產品目前主要是組裝完成，制作人員不需要產品進行精密處理，只要能獲得適合患者長度即可，由于精密加工制作不能完成鏤空或步驟十分繁瑣尤其是形狀不規(guī)則精密加工，所以不需要精密加工制作，因而存以下問題。
[0006]1.使用人工測量獲得數(shù)值，人工制作模型，人工調試穿戴設備等每個步驟都有人員大量的實際參與，在每一步都形成最總產品的誤差。當每步由不同人員或不同經驗者制作會導致最總產品千差萬別，目前義肢從制作到配到需要幾個星期的時間，在患者最終安裝佩戴的時候往往導致大量的返工修改。人為不可控因素，各項操作步驟誤差往往導致產品的不合格率大幅增加，甚至產品修改時間往往幾倍于制作時間，浪費大量財力、物力和人力。由于人工成本太高導致最終產品價格居高不下，大量患者只能購買殘次品或沒錢購買。
[0007]2.使用人工測量數(shù)據(jù)，使用人工打磨制作，無論其精度還是可持續(xù)性以及使用壽命或者描述使用的不方便
3.目前義肢外形結構簡單，只有少數(shù)模板可以選擇，獲得肢體結構并不是患者真實的肢體外形，手工制作十分粗糙并且功能結構并不完整，所以并沒有獲得患者真是需要的肢體外形。
[0008]4.目前的義肢制作不能獲得完整外形結構，傳統(tǒng)加工制作工藝不能制作外形結構或十分困難，缺少添加智能位置。
[0009]5.傳統(tǒng)制作流程是數(shù)字測量和標識位置結構，并沒有獲得準確而又完整的全面數(shù)字數(shù)據(jù)信息，測得外形結構最好的設備是CT和MRI，通過斷層掃描可以獲得外形結構，但是康復醫(yī)院明顯不能安裝此類設備，所以停留下傳統(tǒng)制作。
[0010]6.傳統(tǒng)制作是手工制作為主，作坊或工作間制作只需要獲得流水線式的支撐結構而患者肢體外形根本沒有制作，也沒有辦法制作。獲得不了需要制作外形的準確數(shù)據(jù)，精密機床加工不能完成鏤空和不規(guī)則外形加工制作。
[0011]7.傳統(tǒng)制作義肢粗糙，只是簡單的滿足需要對智能化和信息化并未提出過多的要求因為缺少搭載平臺，沒有地方安裝各種智能化產品。
[0012]

【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明的目的在于解決上述的技術問題而提供一種符合人體仿生學結構的智能義肢。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種智能義肢，包括義肢本體，所述義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有均勻的鏤空結構的一體成型的符合人體仿生學結構的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置。
[0015]所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置包括有方向傳感器、運動傳感器、重力傳感器、跟蹤記錄儀、紅外線溫度儀、體表濕度測量儀、風力傳感器、材料記錄儀以及GPS定位器。
[0016]所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置埋設在所述人體硅膠中。
[0017]所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置埋設在所述人體硅膠中表面下0.5-lcm處。
[0018]所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置安裝在所述鏤空結構中。
[0019]所述鏤空結構為五角星形，三角形或圓形、梯形中的一種。
[0020]本發(fā)明由于義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有鏤空結構的一體成型的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置，可以通過鏤空結構減輕義肢的重量，且通過在義肢上安裝多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置，可以實現(xiàn)提供可靠的醫(yī)學測量，跟蹤記錄穿戴者的恢復過程，并幫助患者跟蹤肢體的方位、運動狀況等，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0021]
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例提供的智能義肢的示意圖。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]下面，結合實例對本發(fā)明的實質性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。
[0025]參見圖1所示，一種智能義肢，包括義肢本體100，所述義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有均勻的鏤空結構的一體成型的符合人體仿生學結構的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠(未示出)，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置。
[0026]具體實現(xiàn)上，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置包括有方向傳感器1、運動傳感器5、重力傳感器9、跟蹤記錄儀6、紅外線溫度儀3、體表濕度測量儀8、風力傳感器4、材料記錄儀3以及GPS定位器7等，也可以根據(jù)需要安裝其它類型的傳感器11，所述義肢本體上設有重力分配線10。
[0027]所述方向傳感器1優(yōu)選為3個，其它智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置分別為一個，按圖1所示進行布置安裝在義肢本體上。
[0028]其中，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置可以是埋設在所述人體硅膠中。
[0029]所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置埋設在所述人體硅膠中表面下0.5-lcm處。
[0030]另外，本發(fā)明中，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置安裝在所述鏤空結構中。優(yōu)選的，安裝在鏤空結構中，由于義肢內部是鏤空形狀具有大量的空間，可以走各種數(shù)據(jù)線，優(yōu)選的安裝在鏤空結構中，在相應的支撐位置放置處理記錄器，連接所述多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置以記錄存儲測量的數(shù)據(jù)。
[0031]所述鏤空結構可以是五角星狀，也可以是其它形狀，如圓形，三角形等幾何形狀，具體不限。
[0032]需要說明的是，所述鏤空結構均勻分布在所述義肢殼體上。
[0033]需要說明的是，本發(fā)明所述義肢主要是人體下肢用義肢，在安裝所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置時，應根據(jù)測量的數(shù)據(jù)的需要，將智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置安裝在所述義肢上。
[0034]如重力傳感器要裝在腿肚子部位，或義肢上下兩端，如跟蹤記錄儀:要安裝在義肢的內側，最安全的，不易受到外界環(huán)境的影響，可以為醫(yī)生提供準確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)治療做統(tǒng)計學準備，如紅外線溫度溫度儀安裝在義肢的外部或前部埋入以測量體表溫度，濕度儀器安裝在義肢的外部或前部，以測量體表濕度，而風力傳感器，GPS定位器可以任意安裝，材料測量儀要在受力點處埋放，由于集中受力點主要承受重力材料磨損最大，在此處安裝韌度及硬度測量可以實時測量最新數(shù)值。
[0035]需要說明的是，所述方向傳感器可以是利用壓電效應實現(xiàn)，簡單來說是是測量內部一片重物(重物和壓電片做成一體)重力正交兩個方向的分力大小，來判定水平方向。
[0036]所述運動控制傳感器可以是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變?yōu)殡娏孔兓膫鞲衅鳌?br>[0037]所述重力傳感器可以是采用彈性敏感元件制成懸臂式位移器，與采用彈性敏感元件制成的儲能彈簧來驅動電觸點，從而可以完成從重力變化到電信號的轉換。
[0038]本發(fā)明的結構更符合人體形狀外形，進行鏤空支撐，人類硅膠填充，智能化傳感器的配置，內部支撐進行鏤空設計的形狀可以完整重量輕或重量可調節(jié)，達到和正常結構重量相同。
[0039]本發(fā)明的材料可以使用混合性材料，如碳纖維、尼龍、鈦合金、石墨等混合性材料，達到韌性和硬性結構，降低成本。
[0040]本發(fā)明的由于采用3D打印使用一體化構造，完整制作簡易化，可以實現(xiàn)制作智能化，通過測量更準確的數(shù)據(jù)獲得仿生學外形，人體力學分析改變設計形狀。
[0041]本發(fā)明所提供的義肢，解決了傳統(tǒng)制作中信息提取不準確，不能獲得患者正常結構外形，更不要提殘疾部位外形結構的問題；以及傳統(tǒng)工藝如精密加工制作不能獲得不規(guī)則外形結構更甚至是鏤空外形制作的問題，通過使用人體力學分析對產品計算機進行鏤空設計，減少佩戴物質量，模擬患者承受重力因素可以設計出更適合患者外形結構，而且本發(fā)明對符合人體仿生學和人體力學外形鏤空產品進行人體硅膠附著設計，達到人體硅膠長期粘附性設計，使人體硅膠能在患者日常生活中長期佩戴，達到3~7年甚至10年以上固定標準。
[0042]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種智能義肢，其特征在于，包括義肢本體，所述義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有均勻的鏤空結構的一體成型的符合人體仿生學結構的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置。2.根據(jù)權利要求1所述智能義肢，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置包括有方向傳感器、運動傳感器、重力傳感器、跟蹤記錄儀、紅外線溫度儀、體表濕度測量儀、風力傳感器、材料記錄儀以及GPS定位器。3.根據(jù)權利要求1或2所述智能義肢，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置埋設在所述人體硅膠中。4.根據(jù)權利要求3所述智能義肢，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置埋設在所述人體硅膠中表面下0.5-lcm處。5.根據(jù)權利要求1或2所述智能義肢，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置安裝在所述鏤空結構中。6.根據(jù)權利要求1所述智能義肢，其特征在于，所述鏤空結構為五角星形，三角形或圓形、梯形中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能義肢，包括義肢本體，所述義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有鏤空結構的一體成型的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置。本發(fā)明由于義肢本體包括通過3D打印制作形成的具有鏤空結構的一體成型的義肢殼體，所述義肢殼體的雙表面覆蓋有仿人體皮膚的人體硅膠，所述義肢本體上預設位置設有多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置，可以通過鏤空結構減輕義肢的重量，且通過在義肢上安裝多種智能數(shù)據(jù)測試記錄裝置，可以實現(xiàn)提供可靠的醫(yī)學測量，跟蹤記錄穿戴者的恢復過程，并幫助患者跟蹤肢體的方位、運動狀況等，具有重要的現(xiàn)實意義。
【IPC分類】A61F2/60, A61F2/76
【公開號】CN105326589
【申請?zhí)枴緾N201510936591
【發(fā)明人】孟祥鵬
【申請人】孟祥鵬
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月16日