利用3D打印实现的防解脱电子腕带和实现方法与流程

本发明涉及电子腕带技术领域，尤其涉及一种利用3D打印工艺实现的电子腕带及实现方法。

背景技术：

电子腕带，主要运用于社区矫正人员管理、公检法押运人员管理、监狱外出人员管理、以及小孩或者患精神类疾病的人群防走丢，定位的一种装置，佩戴在手上或者脚上，以进行定位通讯。

通常设置有GPS模块、报警模块等，现有技术领域中，还设置有防解脱装置，但是防解脱装置，通常是通过在腕带上设置防解脱机械结果或者防解脱导线，当使用者强行拆除电子腕带时进行报警。现有技术的防解脱装置的机械结构一般设置在卡扣上，容易被看到，且容易被相关技术领域的人员进行破解，而防解脱导线与电子腕带的主控电路板电连接，导线一般是通过特殊的方式加入到腕带上，导线较粗，容易被区分出来，且稍作研究，就容易破解，安全等级不高，且在腕带上再覆盖导线影响外观，制作工艺复杂，且成本高。现有技术中，有内植一条或多条光导纤维，虽然防解脱效果较好，但结构复杂，成本高且因光纤曲率半径大而不可自由伸缩 ，腕带会因使用者的腕径不同而收紧或放松，而且光路与电路的结合处容易进水进灰。另外一种通过内置FPC技术，虽然在上述两种技术上有了较大的改进，但生产工艺复杂，成品率低，腕带内的闭合回路固定，有可破解的可能。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种利用3D打印实现的防解脱电子腕带和实现方法，能够大大简化电子腕带安装导电线的工艺，且使用3D打印技术，可以实现布线路径可调、导线更细，重量更清，工序更简便的优势。

为了达到上述目的，本发明公开一种利用3D打印实现的防解脱电子腕带，包括腕带本体、主控制器和锁扣部，所述腕带本体为一体成型的长条形状，所述腕带本体的一端设置有锁扣部，另一端设置有与锁扣部固定的固定部，所述锁扣部与固定部连接固定，腕带本体呈环形结构，主控制器固定在腕带本体上，一体成型的腕带本体采用高分子聚合材料，且腕带本体包括不导电的腕带基底和导电的腕带导线，所述腕带导线由3D打印刻录在腕带基底上，所述腕带导线与主控制器电连接，主控制器与远程服务器无线通讯并反馈电子腕带佩戴者的信息给远程服务器，导电的腕带导线的颜色与不导电的腕带基底的颜色一样，腕带导线线经的宽度不小于 0.1mm。

其中，每个腕带基底上的腕带导线设置有多条，每条腕带导线的布线路径均不一样，且固定部上的腕带导线环绕固定部设置，单个腕带基底上的所有腕带导线整体为重叠结构，不同腕带基底上的腕带导线的布线路径也均不同。

其中，所述腕带基底刻录腕带导线的一面还覆盖有一层避免磨损的聚酰亚胺或聚酯薄膜。

其中，所述主控制器上设置有报警模块，报警模块与主控制器上的主控模块电连接，腕带导线实时发送信息给主控模块，主控模块接收到腕带导线的异常信号，主控模块控制报警模块报警，同时，主控模块还将异常信号通过无线通讯模块发送给远程服务器。。

其中，所述锁扣部上设置有位移传感器，所述位移传感器通过腕带导线与主控制器上的主控模块电连接，主控模块检测到位移传感器上的信息异常，发送报警信息给报警模块报警，同时，主控模块还将异常信号通过无线通讯模块发送给远程服务器。

本发明还公开一种利用3D打印实现的防解脱电子腕带的实现方法，包括：

采用不导电的高分子聚合材料制成直条形的腕带基底；

在腕带基底上通过3D打印机将导电高分子聚合材料刻录到腕带基底上，形成腕带导线，腕带导线与外带基底颜色一样，腕带导线与腕带基底融合为一体成型的腕带本体，且腕带导电线的宽度不小于0.1mm；

在腕带本体的一端设置有固定部，另一端设置有锁扣部，所述固定部与锁扣部锁紧固定，腕带本体形成环形结构套在手腕或者脚腕上；

将主控制器固定在一体成型的腕带本体上，且主控制器与腕带导线电连接，主控制器与远程服务器无线通讯，实时传输电子腕带佩戴者的信息。

其中，在控制3D打印机的上位控制机上，设定腕带导线的布线路径，并设定每刻录完一个腕带导线，自动随机变换一种布线路径，固定部上的腕带导线环绕固定部设置，单个腕带基底上刻录多条腕带导线，并相互重叠在一起，设置不同的腕带基底上的腕带导线路径不一样。

其中，通过3D打印机在腕带基底上刻录腕带导线的一面再覆盖一层避免磨损的聚酰亚胺或聚酯薄膜，或者通过压铸方式覆盖该层聚酰亚胺或聚酯薄膜。

其中，当腕带导线被剪断或者磨损的时候，腕带导线传输给主控制器上的主控模块异常信号，主控模块将异常信号发送给报警模块进行报警，通过通过无线通讯模块传送异常信号给远程服务器。

其中，当锁扣部件上的位移传感器发送的位移信息有异常的时候，主控模块将异常信号发送给报警模块进行报警，通过通过无线通讯模块传送异常信号给远程服务器。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明公开一种利用3D打印实现的防解脱电子腕带和实现方法，通过3D打印将腕带导线覆盖在一体成型的腕带基底上，且腕带导线的宽度不小于0.1mm，比现有技术中的导线更细，且将腕带导线与腕带基底设置成一个颜色，都是采用高分子聚合材料制成，容易使二者融为一体，由于导线极细，不容易被发现，加大了破解的难度，且通过3D打印技术打印腕带导线，无需进行开模设计或者是生产相关的导线覆盖工具，大大降低了生产成本，本发明公开的电子腕带安全等级高，设置报警模块、GPS模块和无线通讯模块，并能够与远程服务器无线通讯，工作人员可以远程进行统一监管，使管理更方便，大大简化了监管流程，也给被监管者留有更多的私人空间，使监管更人性化，同时此种腕带也适用于婴幼儿以及患有精神疾病，容易走丢的人群。

附图说明

图1为本发明实施例电子腕带整体组合图；

图2为本发明实施例电子腕带爆炸图；

图3为本发明实施例腕带基底与腕带导线组合关系图；

图4为本发明实施例电子腕带电路模块示意图；

图5为本发明实施例电子腕带实现方法流程图。

主要元件说明:

1、腕带本体 2、主控制器

3、锁扣部 4、位移传感器

5、远程服务器 6、电池

11、固定部 12、腕带基底

13、腕带导线 21、主控模块

22、报警模块 23、无线通讯模块

24、GPS模块 25、电源模块。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1-图3，本发明公开一种利用3D打印实现的防解脱电子腕带，包括腕带本体1、主控制器2和锁扣部3，腕带本体1为一体成型的长条形状，腕带本体1的一端设置有锁扣部3，另一端设置有与锁扣部3固定的固定部11，在本实施例中，固定部11为锁孔结构，锁扣部3上设置有与固定部11上的锁孔结构连接适配的卡扣结构，在本实施例中，锁孔结构设置有多个，可以根据不同人手腕或者脚腕的大小，选择合适的锁孔，锁扣部3上的卡扣结构与对应的合适的锁孔通过卡扣连接固定后，腕带本体1整体呈环形结构。在本实施例中，主控制器2固定在腕带本体1上，一体成型的腕带本体1采用高分子聚合材料，腕带本体1包括不导电的腕带基底12和导电的腕带导线13，腕带导线13通过3D打印刻录在腕带基底12上，腕带导线13与主控制器2电连接，主控制器2与远程服务器5无线通讯，导电的腕带导线13的颜色与腕带基底12的颜色一样，腕带导线13线径的宽度不小于 0.1mm。

与现有技术相比，本发明的腕带本体1包括腕带基底12和腕带导线13，且腕带导线13是通过现在较为先进的3D打印技术打印刻录在腕带基底12上的，在本实施例中，腕带基底12和腕带导线13均为高分子聚合材料，只是腕带基底12为不导电的高分子聚合材料，以便于更好的佩戴，而腕带导线13为导电的高分子聚合的材料，方便与主控制器2进行连接，由于腕带导线13与主控制器连接在一起，主控制器2与远程服务器5无线通讯，固当腕带导线13接通的部分出现问题的时候，主控制器2可以及时地获取相关信息，并及时反馈到远程服务器5中，等待监控远程服务器5数据的工作人员进行处理。在本实施例中，最大的优势就在于，作为信号输入的关键部件腕带导线13为线径的宽度不小于0.1mm，但是现有技术的导向，即采用别的方式在腕带基底上进行导线布线的导线最细线径只能达到1mm，这样导线在腕带基底上很容易被看到，固很容易被人为破解，且直接将导线固定在腕带基底上还需要制作相应的模具，采用特定的设备，且导线的布线路径是固定不变的，很容易被人破解，从而把电子腕带从手腕或者脚腕上取下，安全性能低，且在传统的电子腕带的制作过程中，需要制定特制的模具和设备，大大增加了生产成本，而本发明的电子腕带，借助现在新发展的3D技术，在3D打印机中高温溶解带有导电性的高分子聚合材料，并通过与之连接的上位控制机，设置3D打印机打印的路径以及速度等参数，通过更换打印喷头，即可任意控制打印的速度、路径，以及打印出来物件的粗细，在本实施例中，最低可以将腕带导线13打印成0.1mm直径的导线，这是现有导线工艺不能达到的，在本实施例中，只需要将腕带导线13设置成与腕带基底12一样的颜色，当腕带导线13打印刻录到腕带基底12上时，则不容易被发现，且由于腕带导线13与腕带基底12的材料基本一致，固当腕带导线13打印刻录到腕带基底12上时，二者很容易融为一体，不容易被看出来，这样不法分子便不容易找到腕带导线13对其进行破解，大大增加了电子腕带的安全性，且腕带导线13无需通过特定的模具进行布线，由上位控制机控制喷头的运动即可实现，打印更灵活，节省了生产成本。

请进一步参阅图3，在本实施例中，利用3D打印机打印腕带导线13，还有一个最大的优势就是，路径完全可以在上位控制机中进行编程设置，使打印的图案更为灵活，现有技术腕带导线布线采用模具的方式，由于模具是固定的，固布线的方法以及布线的位置都是一模一样的，而当采用3D打印机后，腕带导线13的布线路径可以千变万化，不同的腕带基底12上可以设置不同的路径，这样，人们更没有办法对腕带导线13的路径进行破解，安全性更高。在本实施例中，为了进一步加强电子腕带的安全性，每个腕带基底12上需要打印刻录2-5条腕带导线13，且每条腕带导线13的路径均不一样，统一腕带基底12上的不同腕带导线13可以交错重叠环绕在一起，大大增加了腕带导线13布线的复杂度，增加了破解电子腕带的难度，使电子腕带的安全性更高。

请参阅图4，在本实施例中，腕带本体1上设置安装有主控制器2，主控制器2与腕带导线13电连接，当腕带本体1被人剪断或者破坏影响了腕带导线13的正常通信时，主控制器2接收到腕带导线13的导电信息，在本实施例中，主控制器2上设置有报警模块22，当主控制器2的主控模块21接收到腕带导线13的异常信号时，触发报警模块21进行报警，同时主控制器2上的无线通讯模块23发送异常信号给远程服务器5，远程服务器5提出警示给相关监控远程服务器5的工作人员，进行及时的处理，这样大大增加了电子腕带的安全性。

在本实施例中，锁扣部3上设置有位移传感器4，位移传感器4通过腕带导线13与主控制器2电连接，当锁扣部3与固定部11固定后，位移传感器4检测当前位置，并将位置信息发送给主控制器2，当有人试图解开锁扣部3时，位移传感器4实时监测到锁扣部3与固定部11之间的位移变化量，并将相关信息发送到主控制器2，主控制器2中的主控模块21接收到该位移变化量达到一定的量时，发送异常信号给报警模块22进行报警，同时将异常信号也通过无线通讯模块23发送给远程服务器5，在本实施例中，当有人违法破坏位移传感器4或者位移传感器4本身出现异常时，主控模块21检测到相关的异常信息，也会通过报警模块22进行报警，并发送异常信号给无线通讯模块23，这样大大增加了电子腕带的安全性。

在本实施例中，为了避免腕带导线13被磨损破坏，也为了更好地隐藏腕带导线13，在腕带基底12覆盖腕带导线13的一面，覆盖一层聚酰亚胺或聚酯薄膜进行保护，使整个腕带本体1更为耐用，在本实施例中，聚酰亚胺或聚酯薄膜可以通过设置模具覆盖上去，也可以继续通过3D打印机覆盖在上面，优选采用3D打印机覆盖，这样有利于将整个腕带本体1包括覆盖的这层聚酰亚胺或聚酯薄膜融合为一体成型结构，使外观更为美观。

在本实施例中，主控制器2内还设置有GPS模块24和电源模块25，GPS模块24、电源模块25分别与主控模块21电连接，电源模块25与电池连接，给整个主控制器2供电，GPS模块24实时发送位置信息给主控模块21，主控模块21再将该位置信息通过无线通讯模块23发送给远程服务器5，由监控人员进行统一监控。

请参阅图5，基于上述的防解脱电子腕带的结构，通过3D打印实现方接头电子腕带的实现方法，包括：

S100、采用不导电的高分子聚合材料制成条形的腕带基底12；

S200、在腕带基底12的一端设置有固定部11，另一端设置有锁扣部3，锁扣部3为锁孔结构，固定部11与锁扣部3锁紧固定，腕带基底12能形成环形结构套在手腕或者脚腕上；

S300、调试3D打印机设备，更换直径为0.1mm以上的打印喷头，在3D打印机中高温溶解带有导电性的高分子聚合材料；

S400、在与3D打印机连接的上位控制机上设置3D打印机打印的路径以及速度等参数；

S500、将腕带基底12放在3D打印机预打印的位置，启动3D打印机，打印喷头作用于腕带基底12上，打印上腕带导线13；

S600、判断是否需要覆盖一层保护层；

S700、如果需要覆盖一层保护层，则在打印完腕带导线13后，根据需要，再在打印腕带导线13上面再覆盖一层避免磨损的聚酰亚胺或聚酯薄膜；

S800、如果不需要，则冷却，取出即可。

但是，覆盖保护层可以通过3D打印覆盖，也可以通过压铸或者其他方式覆盖，只需要在打印刻录行腕带导线13冷却取出后，进行压铸覆盖操作即可。

在本实施例中，上位控制机上设置3D打印机打印的路径通常是通过录入相关路径程序，需要注意的是，在本实施例中，需要设定布线路径为任意形状和位置，只需要绕开固定部11上的通孔以及锁扣部3即可，且每个腕带基底12上需要刻录2-5条腕带导线13，每刻录完一个腕带导线13，自动随机变换一种布线路径，而当在另外一个腕带基底12上进行腕带导线13布线的时候，又是另外一种布线路径，保证每个腕带基底12上的腕带导线13的布线不一样，这些通过3D打印机的上位机编程控制即可，3D打印机及其控制方式属于现有技术，本领域技术人员根据不同3D打印机的型号以及实现方法即可实现，本处不再赘述相关操作流程和注意事项，但是还需要注意的是，在本实施例中的3D打印腕带导线13的时候，要确保一个腕带基底12上的腕带导线13为闭环相互导通的导向，无论有覆盖有多少条腕带导线13，一个腕带基底12上的腕带导线13都是相互导通，可以相互传递信号的，且腕带导线13可以为环绕曲线重叠型结构。

在本实施例中，在腕带本体1上设置有主控制器2以及锁扣部3，锁扣部3上又设置有检测锁扣位置变化的位移传感器4，固，在通过3D打印机打印腕带导线13的时候，需要预留出与主控制器2以及位移传感器4连接的连接端，方便主控制器2以及位移传感器4能通过腕带导线13进行连接通讯。在本实施例中，主控制器2上设置有报警模块，锁扣部3上设置有位移传感器4，当腕带基底12上的腕带导线13被破坏或者出现异常时，主控制器2上的主控模块21接收到相关信息，通过报警模块22进行报警，同时发送异常信号给远程服务器5，同样，当锁扣部3与固定部11连接后，位移传感器4实时检测到锁扣部3与固定部11发生的位置变化量并通过腕带导线13发送相关信息给主控制器2，主控制器2上的主控模块21接收到的位移变化信息达到一定的值或者是位移传感器4本身发生异常时，主控模块21控制报警模块22进行报警，且通过无线通讯模块23将错误信息传送到远程服务器5，从而达到监控报警的目的。

本发明的优势在于：

1）本发明的腕带基底与腕带导线同为高分子聚合材料，且通过3D打印方式将腕带导线刻录到腕带基底上，可以将导线制成0.1mm线径的导线，较现有技术的导线细了很多，加之将腕带导线与腕带基底制成一个颜色，不容易区分出腕带导线，腕带基底与腕带导线融为一体，加强了腕带导线的隐蔽性，从而不容易被破解；

2）将腕带导线上面再覆盖一层聚酰亚胺或聚酯薄膜，有利于进一步隐藏腕带导线，且更为耐磨，使用时间更长；

3)每个腕带基底上设置有多个腕带导线，且腕带导线的线条路径都不一样，每个腕带基底上设置多条腕带导线，腕带导线相互连通，且与主控制器和位移传感器连接通讯，大大加强了整个电子腕带的安全性；

4）采用3D打印技术，可以使每条腕带基底上的腕带导线的路径不一样，还可以使不同的腕带基底上的腕带导线的路径也不一样，使之走线没有规律性，再一次加大了破解电子腕带的难度，使用起来更安全可靠；

5）采用3D打印技术进行腕带导线的走线以及覆盖聚酰亚胺或聚酯薄膜，无需制作模具或者制作特定的走线或覆膜设备，使操作更简单，更灵活，也更为节约成本，提高生产效率；

6）设置报警模块、GPS模块以及位移传感器，当出现腕带导线异常或者检测锁扣部异常的时候，均可以进行报警并能远程监控，安全性高，也使管理更为自动化，更自由化，不用实时监控携带电子腕带的人员的自由，在合理范围内，充分给其人生自由，使管理更为人性化。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。