一种三维打印护具的制作方法

本实用新型属于医学康复护具，具体涉及一种三维打印护具。

背景技术：

传统的护具外固定方法有小夹板、是高绷带、外展架、持续牵引和穿针外固定器等方法。因为传统石膏绷带固定法操作复杂、笨重且透气性差，病人容易出现皮肤瘙痒闷湿等症状。肢体消肿后，又会因石膏过松而导致骨折再移位，长期固定也可能引起关节僵硬和肌肉萎缩等，甚至会导致严重的功能障碍。传统石膏固定也增加了医务人员的工作量，另外，不同患者自身的身体结构存在差异性，也较难对应处理。为解决这些现有护具的缺点，急需研发新型固定护具，要求质量轻、贴合度好、刚度大且透气性好，使用简单且不增加医疗人员的负担。

增材制造是制造领域正在迅速发展的一项新兴技术，被成为具有工业革命意义的制造技术。应用在护具制造方面，无需模具和原胚，缩短了产品的研发周期，既提高了效率也降低了产品的成本，使医治更加精准，因此具备很大的发展空间。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有护具不方便根据患处变化进行调节的问题，提供一种三维打印护具，固定牢靠且适用广泛。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三维打印护具，其特殊之处在于，包括若干固定环、第一主体和第二主体；第一主体和第二主体拼接后形成的容腔与患处吻合，第一主体与第二主体拼接处边沿分别设有成对的多个半圆柱状的锁定件，其中第一主体的锁定件记为第一锁定柱，第二主体的锁定件记为第二锁定柱，所述第一锁定柱和第二锁定柱形状适配，满足：第一主体与第二主体拼接时，第一锁定柱和第二锁定柱共同形成一个完整的圆柱体；固定环的内表面径向尺寸与第一锁定柱和第二锁定柱整体外表面的径向尺寸相适配，使得在拼接状态时固定环对第一锁定柱和第二锁定柱整体形成径向限位；第一锁定柱和第二锁定柱沿圆周表面分别设有相同圆弧状的第一凸台和第二凸台；所述固定环内表面设有两段第三凸台，两段第三凸台的尺寸以及位置与所述第一凸台和第二凸台相适配，满足：固定环套接于拼接状态时第一锁定柱和第二锁定柱，两段第三凸台能够沿轴向通过第一凸台与第二凸台在圆周上的间隙，并在旋转固定环后使两段第三凸台分别被第一凸台和第二凸台的下表面限位。

进一步地，第一凸台和第二凸台的上表面分别与第一锁定柱和第二锁定柱的上表面平齐。

进一步地，所述第一锁定柱与第二锁定柱各设有6个，且在第一主体和第二主体拼接处的两条边沿对称设置。

进一步地，第一主体和第二主体上均开设有透气孔。

进一步地，所述第一锁定柱与第一主体间还设有第一连接座，第二锁定柱与第二主体间还设有第二连接座，第一主体和第二主体拼接时，第一连接座和第二连接座相应接触面贴合。

进一步地，所述患处为手臂，第一主体或第二主体前端开设有用于露出拇指的孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种三维打印护具，由基于增材制造的两部分主体拼合而成，两者之间通过固定环和锁定柱配合，用来连接固定及限位，能根据病人患处进行形状设计，贴合度好、重量轻、强度高、保护性好且使用简单，同时具有工业化程度高、生产速度快和质量好的特点。尤其是固定环与锁定柱形成的固定装置，仅需将固定环套入后进行旋转即可顶紧两部分锁定柱完成固定，安装拆卸简便且使用方便，另外还可以根据患处不同时期的肿胀程度配合不同的固定环进行松紧调节，有效防止骨位移等问题。整个护具拼合定位准确，不易发生错位现象，对患处的紧固更加可靠，具有适用于各种患处的特点。

2.第一凸台和第二凸台分别设置在锁定柱的顶端，与第一锁定柱和第二锁定柱的上表面平齐，使得固定更加牢固，锁定柱受力更加均匀。

3.第一锁定柱与第二锁定柱分别分布在第一主体和第二主体拼接处的两条边沿且对称设置，根据实验模拟结果锁定柱各为3组时固定最为牢靠，且患处的肌肉受力效果最好。

4.第一主体和第二主体上开设有结构化参数化的透气孔，在保证力学性能的同时又具有材料用量少、质量轻、透气性好和美观的特点，使佩戴更加舒适。

5.由于护具表面很难是理想平面，通过增加连接座，使锁定柱与主体连接更加方便，同时两个连接座的贴合也加大了固定时的接触面积。

6.根据左右手的使用需求，在任一主体的一端开设用于露出拇指的孔，穿戴更加方便。

7.两个主体的拼接线延伸至手掌心，使拼接更牢固。

附图说明

图1为本实用新型实施例中主体未拼接时的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中单一主体的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中主体拼接后的整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例中主体固定装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中固定环固定后的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中主体间缝隙为0时固定环旋转前的示意图；

图7为本实用新型实施例中主体间缝隙为0时固定环旋转后的示意图；

图8为本实用新型实施例中主体间缝隙不为0时固定环旋转前的示意图；

图9为本实用新型实施例中主体间缝隙不为0时固定环旋转后的示意图。

其中，1-第一主体；2-第二主体；3-第一锁定柱；4-第二锁定柱；5-固定环；6-第一凸台；7-第二凸台；8-第三凸台；9-第一连接座；10-第二连接座；11-用于露出拇指的孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本实用新型的限制。

参见图1和2，一种三维打印护具，包括若干固定环5、第一主体1和第二主体2，第一主体1和第二主体2拼接后形成的容腔与患处吻合，其具体形状根据护具的使用目的进行设计，需要贴合患处的外形，可以根据患处的表皮形状，在三维软件中设计主体和固定环的尺寸及形状，本实例给出一种优选的主体厚度为3mm。第一主体1与第二主体2拼接处边沿分别设有成对的多个半圆柱状的锁定件，其中第一主体1的锁定件记为第一锁定柱3，第二主体2的锁定件记为第二锁定柱4，所述第一锁定柱3和第二锁定柱4形状适配，满足：第一主体1与第二主体2拼接时，第一锁定柱3和第二锁定柱4共同形成一个完整的圆柱体；第一锁定柱3和第二锁定柱4沿圆周表面分别设有相同圆弧状第一凸台6和第二凸台7；固定环5内表面设有两段第三凸台8，由于固定环为圆环，因此第三凸台在固定环5内具体的布置不限定，拼接时固定环5内壁与第一凸台6和第二凸台7间有缝隙，为患处具体形状以及患处肿胀变化留有空间；当第一主体1与第二主体2拼接时，对接第一锁定柱3和第二锁定柱4，第三凸台8对准第一凸台6和第二凸台7在圆周上的间隙，将固定环5套于第一锁定柱3和第二锁定柱4外，旋转固定环5使第一凸台6和第二凸台7分别与两段第三凸台8上下分布，第三凸台顶住相应锁定柱完成固定。图5示出了固定环旋转后完成固定的一种状态，第三凸台均置于第一凸台和第二凸台下方，第一锁定柱和第二锁定柱完全贴合，第三凸台同时顶紧第一锁定柱和第二锁定柱。其中第一锁定柱、第二锁定柱和固定环共同组成了护具的固定装置。

固定装置能够对第一主体1和第二主体2同时实现轴向定位和径向限位位。固定环5的内表面径向尺寸与第一锁定柱3和第二锁定柱4整体外表面的径向尺寸相适配，使得在拼接状态时固定环5对第一锁定柱3和第二锁定柱4整体形成径向限位；旋转固定环5后使两段第三凸台8分别被第一凸台6和第二凸台7的下表面形成轴向限位。

由模拟结果来看，第一锁定柱3与第二锁定柱4各设有6个，且在第一主体1和第二主体2拼接处的两条边沿对称设置。当然，此处仅仅是根据患处的肌肉受力给出了一种最优的锁定柱数量，具体数量还可以根据患处的具体情况根据模拟结果进行调整，若数量不是最优数，也可以对患处起到固定和促进康复的效果。

本实用新型以增材制造为基础，能够满足病人的个人定制要求，第一主体和第二主体通过固定装置连接成如图3所示的完整护具，并通过固定环很好的定位，有效防止主体间发生窜动，对患处固定更加可靠。

在第一主体和第二主体上均开设有结构化参数化的网格空洞，该网格孔洞可由固定的逻辑生成，能够在保证力学稳定的同时，又具有材料用量少、质量轻和多网孔透气的特点，使患者在佩戴是更加舒适，当然第一主体和第二主体也可以采用实体结构，或根据用户的需求及审美在保持强度的同时来定制化设计制作孔洞分布。

参照图4，是本实用新型固定装置的示意图，第一凸台6和第二凸台7的上表面分别与第一锁定柱3和第二锁定柱4的上表面平齐。第三凸台在固定环8内的位置，恰好满足当固定环套设在锁定柱外时，第三凸台整体低于第一凸台和第二凸台。第一锁定柱3与第一主体1间还设有第一连接座9，第二锁定柱4与第二主体2间还设有第二连接座10，第一主体1和第二主体2拼接时，第一连接座9和第二连接座10相应接触面贴合。由于护具表面很难是理想平面，通过增加连接座，使锁定柱与主体连接更加方便，同时两个连接座的贴合也加大了固定时的接触面积。

图6是本实用新型固定装置一种情况下未旋转前的示意图，主体间间隙为0，将固定环套于锁定柱外侧，第三凸台置于第一凸台和第二凸台在圆周方向的空隙中，按照图示的旋转方向旋转90°固定环，得到图7所示的结果，第三凸台分别置于第一凸台和第二凸台下方并顶住锁定柱，第一凸台和第二凸台外侧与固定环之间留有适当间隙。可根据创后进行消肿后的松紧调节，有效防止骨折等移位问题，达到更加稳固的固定效果。

图8是本实用新型固定装置另一种情况下未旋转前的示意图，如患处因肿胀等原因两个锁定柱无法完全贴合，同样将固定环套于锁定柱外侧，第三凸台置于第一凸台和第二凸台在圆周方向的空隙中，按照图示的旋转方向旋转90°固定环，得到图9所示的结果，第三凸台分别置于第一凸台和第二凸台下方并顶住锁定柱，但此时第一凸台和第二凸台外侧与固定环之间不在有间隙。

本实用新型也可采用不同尺寸的固定环，有效解决主体拼接时定位的问题，使主体间不易发生错位，对患处的固定更加可靠。固定环的大小根据患者创后的肿胀消退不同时期，以及主体间缝隙大小可以更换合适的固定环，保证护具与患处紧密贴合。可以单次更换一个固定环直至6个固定环更换完毕，避免了直接从患处拆除导致的骨位移。

本实用新型的护具可以应用于各种患处，包括但不限于手臂、腿部、颈部和脚部，此处以手臂护具为例，为了固定更牢靠，第一主体1和第二主体2拼接线延伸至手掌心，根据使用具体情况以及左右手的需求，第一主体1或第二主体2一端开设有用于露出拇指的孔11，当患者穿戴该手臂护具时，拇指恰好能从用于露出拇指的孔11中伸出。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。