一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3d打印制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法，用户依据自身需要在现有的可穿戴医疗模块系统中选择功能模块；利用3D扫描技术对用户穿戴所述功能模块部位的体态特征进行扫描，得到体态特征三维数字化模型；然后，利用3D建模软件对三维数字化模型进行翻模设计，得到穿戴设备的外部结构模型；对于该外部结构模型利用上位机和3D打印机进行打印，得到穿戴设备的外部结构；最后，将打印出的外部结构与用户需求的功能模块组装，完成可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造。本发明结合了市场对可穿戴医疗设备个性化领域加工的需求，生产出与用户身体结构最佳匹配的个性化医疗设备，在可穿戴医疗领域中具有重大意义。
【专利说明】一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可穿戴医疗设备的设计和3D打印制造领域，具体涉及一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法。
【背景技术】
[0002]电子技术、医院检测技术以及移动互联网的发展极大地促进了可穿戴医疗电子设备的发展，现如今诊断检测设备、健康保健设备、医疗美容设备等已经可以基本满足人们对基本健康状况的检测治疗需求。
[0003]传统的可穿戴医疗设备的其中一类是功能多样的智能穿戴产品，如智能手表、智能腰带等，优点是精巧方便智能操作，缺点是有些测量功能用户并不需要，而某些需要的医疗功能却无法拓展，用户无法完全按照自己的使用需求与意愿选择产品。
[0004]此外，由于每个用户的具体身体部位形态都不一样，可穿戴医疗设备和用户身体接触部位就会出现不匹配而影响客户使用体验，给设计人员和用户都带来了困扰。因此，设计最佳匹配用户个人的可穿戴医疗设备具有重大意义，这就需要针对每个顾客设计制造个性化的可穿戴医疗设备。但是，现有的可穿戴医疗设备加工技术一般采用工厂统一模具，无法实现可穿戴医疗设备的个性化设计与制造。
[0005]综上所述，现有可穿戴医疗设备领域缺乏一种模块化个性化柔性的组合系统，可以方便用户按照个人需求和体态特征设计与制造最佳的个性化可穿戴医疗设备。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的是提供一种可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造方法，该方法能够方便用户按照个人需求和体态特征设计并制造最佳的个性化可穿戴医疗设备。
[0007]本发明是通过下述技术方案实现的:
[0008]步骤一、依据用户对可穿戴移动医疗需要，在现有的可穿戴医疗模块系统中选择用户需求的功能模块；
[0009]步骤二、利用3D扫描技术对用户穿戴所述功能模块部位的体态特征进行扫描，得到用户的体态特征三维数字化模型；
[0010]步骤三、利用3D建模软件对三维数字化模型进行翻模设计，得到穿戴设备的外部结构模型；
[0011]步骤四、利用上位机和3D打印机对外部结构模型进行打印，得到穿戴设备的外部结构；
[0012]步骤五、将打印出的外部结构与用户需求的功能模块组装，完成可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造。
[0013]进一步地，本发明中的可穿戴医疗模块系统包括:与移动终端统一接口或与移动终端通过无线方式通信，并由移动终端统一控制处理的诊断检测模块、健康保健模块和医疗美容模块；无线方式为蓝牙或Wifi。
[0014]进一步地，本发明中穿戴设备的外部结构的材料为金属、塑料或光敏树脂材料等，3D打印机的型号种类依据打印材料确定。
[0015]有益效果:
[0016]本发明利用模块化产品设计技术、3D扫描建模技术和3D打印制造技术，依据用户使用需求和穿戴医疗设备部位的体态特征设计出个人适用的模块化设备，本发明具有的个性化定制，结合了市场对可穿戴医疗设备个性化领域加工的需求，生产出与用户身体结构最佳匹配的个性化设备，在可穿戴医疗领域中具有重大意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的流程示意图。
[0018]图2为本发明【具体实施方式】流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0020]如图1所示，本发明提供了一种可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造方法，能够方便用户按照个人需求和体态特征设计并制造最佳的个性化可穿戴医疗设备；如图2所示，本发明的具体过程为:
[0021]步骤一、依据用户对可穿戴移动医疗需要，在现有的可穿戴医疗模块系统选择用户需求的功能模块；
[0022]步骤二、利用3D扫描技术对用户穿戴所述功能模块部位的体态特征进行扫描，得到用户的体态特征三维数字化模型；
[0023]步骤三、利用3D建模软件对三维数字化模型进行翻模设计，并基于用户的体态特征和用户需求，对具体可穿戴模块化医疗设备进行个性化设计，例如外观、颜色、图案和材质等。如果符合要求则执行步骤四，若不符合要求则重新设计；最终得到穿戴设备部分的外部结构模型；
[0024]步骤四、利用上位机和3D打印机对外部结构模型进行打印，得到穿戴设备的外部结构；
[0025]步骤五、将打印出的外部结构与用户需求的功能模块中的电子电路和机械部分组装，完成可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造。
[0026]本发明中可穿戴医疗模块系统包括:与移动终端统一接口或与移动终端通过无线方式通信，并由移动终端统一控制处理的诊断检测模块、健康保健模块和医疗美容模块；无线方式为蓝牙或wifi。
[0027]诊断检测模块主要包括血压测量模块、血糖测量模块、血氧测量模块、心血管检测模块、心率检测模块、微循环检测模块、血脂检测模块、体温测量模块、脂肪检测模块和体重测量模块。
[0028]健康保健模块主要包括红外按摩模块、电子热磁波按摩模块、中药电疗模块、气血循环模块、足部理疗模块和电子经络理疗模块。
[0029]医疗美容模块主要包括皮肤油脂测量模块、皮肤弹性程度测量模块、皮肤水分测试模块、超声波模块、射频美颜模块、LED面膜模块、洁面模块、祛斑祛痘模块、光子嫩肤模块、脱毛模块和美胸模块。
[0030]每个功能模块所特定的穿戴设备部位如下:
[0031]I)头/面部:皮肤油脂检测模块、皮肤弹性程度测量模块、皮肤水分测试模块、中药电疗模块、超声波模块、射频美颜模块、LED面膜模块、洁面模块、祛斑祛痘模块和光子嫩肤丰吴块。
[0032]2)颈:中药电疗模块、电子经络理疗模块、超声波模块和射频美颜模块。
[0033]3)躯干:体温测量模块、红外按摩模块、电子热磁波按摩模块、中药电疗模块、电子经络理疗模块、脱毛模块和美胸模块。
[0034]4)双臂:血压测量模块〈上臂、手腕 >、心率检测模块〈手腕 >、心血管检测模块〈手腕 >、中药电疗模块、电子经络理疗模块和脱毛模块。
[0035]5)手:血氧测量模块〈指尖 >、血糖测量模块〈指尖 >、微循环检测模块〈指尖 > 和血脂检测模块〈指尖〉。
[0036]6)双腿:中药电疗模块、电子经络理疗模块和脱毛模块。
[0037]7)脚:中药电疗模块、气血循环模块、体重测量模块、足部理疗模块、脂肪检测模块和电子经络理疗模块。
[0038]本发明中3D打印机的型号种类主要依据打印材料确定，可打印金属、塑料或光敏树脂材料等，能够3D打印出设计的三维模型。
[0039]下面以理疗鞋、面部美容理疗仪和电子针灸理疗衣的设计加工为例来进一步描述本发明的实施方案。
[0040]案例一:理疗鞋
[0041]因为不同用户的双脚结构差异以及个性化需求差异的存在，个性化模块定制可穿戴医疗设备非常必要。
[0042]S11、用户根据自身需要选择体重测量功能、脂肪检测功能和足部理疗功能，在可穿戴医疗模块系统选择用户需求的体重测量模块、脂肪检测模块和足部理疗模块。
[0043]S12、利用3D扫描仪对用户双脚外形进行扫描，得到用户双脚特征的三维数字化模型。
[0044]S13、利用3D建模软件对扫描得到的足部三维数字化模型进行翻模设计，得到理疗鞋大致轮廓，其内部完全符合用户足部形状。然后，在理疗鞋的足底部预留出体重测量模块、脂肪检测模块和足部理疗模块的电子电路和机械部件的放置空间，方便后续的安装与调试。进一步根据顾客对理疗鞋外观、颜色、图案和材质等要求进行精细加工设计。如果符合要求执行S14，若不符合要求重新设计并优化；最终得到理疗鞋的外部结构模型；
[0045]S14、利用上位机和3D打印机对理疗鞋的外部结构模型进行打印，得到理疗鞋的框架结构。
[0046]S15、将理疗鞋的框架结构与体重测量模块、脂肪检测模块和足部理疗模块的电子电路和机械部件组装，完成产品的调试与加工。
[0047]案例二:面部美容理疗仪
[0048]因为用户人群的面部有骨骼结构、胖瘦等区别以及个性化需求差异的存在，个性化模块定制可穿戴面部美容理疗仪设备非常必要。
[0049]S21、用户根据自身需要选择皮肤水分含量测量功能、皮肤油脂含量测量功能、皮肤弹性程度测量功能以及LED面膜美容的功能，在可穿戴医疗模块系统选择用户需求的皮肤水分含量测量模块、皮肤油脂测量模块、皮肤弹性程度测量模块以及LED面膜模块。
[0050]S22、利用3D扫描仪对用户面部外形进行扫描，得到用户面部特征的三维数字化模型。
[0051]S23、利用3D建模软件对扫描得到的面部三维数字化模型进行翻模设计，得到面部美容理疗仪的大致轮廓，其内部完全符合用户面部形状。然后，在面部美容理疗仪内部预留出皮肤水分含量测试模块、皮肤油脂测量模块、皮肤弹性程度测量模块以及LED面膜模块的电子电路和机械部分的放置空间，方便后续的安装与调试。进一步根据顾客对面膜仪外观、颜色、图案和材质等要求进行精细加工设计。如果符合要求执行S24，若不符合要求重新设计并优化；最终得到面部美容理疗仪的外部结构模型；
[0052]S24、利用上位机和3D打印机对面部美容理疗仪的外部结构模型进行打印，得到面部美容理疗仪的框架结构。
[0053]S25、将面部美容理疗仪的框架结构与皮肤水分含量测量模块、皮肤油脂测量模块、皮肤弹性程度测量模块以及LED面膜模块的电子电路和机械部件组装，完成产品的调试与加工。
[0054]案例三:电子针灸理疗衣
[0055]因为不同用户的体型体态差异以及个性化需求差异的存在，个性化模块定制电子针灸理疗衣非常必要。
[0056]S31、用户根据自身需要选择血压测量功能、心率检测功能和电子经络理疗功能，在可穿戴医疗模块系统选择用户需求的血压测量模块、心率检测模块和电子经络理疗模块；
[0057]S32、利用3D扫描仪对用户躯干、双臂和双腿进行扫描，得到用户全身体态特征的三维数字化模型；
[0058]S33、利用3D建模软件对扫描得到的全身三维数字化模型进行翻模设计，得到电子针灸理疗衣大致外形，其内部完全符合用户体态特征。然后，在电子针灸理疗衣内部预留出血压测量模块、心率检测模块和电子经络理疗模块的电子电路和机械部件地放置空间，方便后续的安装与调试。进一步根据顾客对电子针灸理疗衣外观、颜色、图案和材质等要求进行精细加工设计。如果符合要求执行S34，若不符合要求重新设计并优化；最终得到电子针灸理疗衣的外部结构模型；
[0059]S34、利用上位机和3D打印机对电子针灸理疗衣的外部结构模型进行打印，得到电子针灸理疗衣的框架结构；
[0060]S35、将电子针灸理疗衣的框架结构与血压测量模块、心率检测模块和电子经络理疗模块的电子电路和机械部件组装，完成产品的调试与加工。
[0061]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、依据用户对可携带移动医疗需要，在现有的可携带医疗模块系统中选择用户需求的功能模块； 步骤二、利用3D扫描技术对用户穿戴所述功能模块部位的体态特征进行扫描，得到用户的体态特征三维数字化模型； 步骤三、利用3D建模软件对三维数字化模型进行翻模设计，得到穿戴设备的外部结构模型； 步骤四、利用上位机和3D打印机对外部结构模型进行打印，得到穿戴设备的外部结构； 步骤五、将打印出的外部结构与用户需求的功能模块组装，完成可穿戴模块化医疗设备的个性化设计和3D打印制造。
2.如权利要求1所述的一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法，其特征在于，可携带医疗模块系统包括:与移动终端统一接口或与移动终端通过无线方式通信，并由移动终端统一控制处理的诊断检测模块、健康保健模块和医疗美容模块；无线方式为蓝牙或wifi ο
3.如权利要求1所述的一种可穿戴模块化医疗设备的设计和3D打印制造方法，其特征在于，所述穿戴设备的外部结构的材料为金属、塑料或光敏树脂材料，3D打印机的型号种类依据打印材料确定。
【文档编号】B29C67/00GK104385589SQ201410528707
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】李楠, 鲍衍地, 阎艳, 李之桐 申请人:北京理工大学