基于采集耳道图形进行耳模成型的系统及耳样制作工艺的制作方法

1.本发明涉及耳模成型设备领域，特别涉及基于采集耳道图形进行耳模成型的系统及耳样制作工艺。


背景技术：

2.耳模是根据人外耳道形态而制作的耳道壳体。耳模可以置放在耳道中，与耳道完全吻合，这样制作的耳模可应用于多个方面的产品或配套使用。其中一个方面的应用是利用耳模制备助听器，另一个方面的应用是利用耳样耳模制作个性化的硅胶耳塞，取代目前标准制式硅胶耳塞，使用更舒适。
3.其中，利用耳模制备助听器，例如耳道式助听器的外壳制作，目前的制作工艺是：用注射耳样胶进入耳道进行倒模，等待耳样胶凝固后取出耳样胶，作为阳模，然后对这个阳模进行修整，修整作为模具再进行铸模，获取阴模，之后，在阴模中灌入感光材料进行照射，最终获取耳道外壳，然后，在耳道外壳中安装助听器元器件，封闭打磨，完成耳道式助听器的制作。
4.然而，上述的耳模壳体的制备过程中，一旦出现失误便要重新开始；此外，在耳道内注射耳样胶容易存在操作不当、误伤人耳等问题，对于倒模的操作要求较高，因此，整个耳模壳体的制作成本高，后续的成品价格也比较高昂。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种基于采集耳道图形进行耳模成型的系统，还提供了一种应用该耳内拍摄装置的耳模成型系统，至少能够解决上述问题之一。
6.根据本发明的一个方面，提供了基于采集耳道图形进行耳模成型的系统，至少包括：
7.图像采集系统，配置为采集外耳道的轮廓数据；
8.计算机，与图像采集系统连接，配置为对图像采集系统进行控制，并依据图像采集系统采集到的外耳道轮廓数据进行三维重建，形成3d图像；
9.3d打印机，与计算机联机，配置为将计算机重建形成的3d图像打印形成3d耳模；
10.图像采集系统至少包括：
11.头戴式支架；
12.内窥镜，一端安装于头戴式支架，另一端可伸入外耳道内，配置为进行摄像或者拍照；
13.滑轨，安装于头戴式支架；
14.夹具，可滑动地安装于滑轨，配置为夹紧内窥镜；
15.驱动部，安装于滑轨，配置为驱动夹具沿着滑轨滑动；
16.内窥镜、驱动部均与计算机电性连接。
17.由此，本发明提供了一种全新结构的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统，该
系统利用现有的耳内镜技术进行拍照，然后基于耳内镜的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，然后依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，图像采集系统自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
18.在一些实施方式中，内窥镜包括杆身和拍摄头，杆身的一端通过所述夹具进行夹紧，拍摄头安装于杆身的另一端。由此，现有的内窥镜的拍摄范围为120
°
，将拍摄头设置于最前端可以拍摄最大范围，在配合后续的角度调节，可以实现无死角拍摄，便于获取完整的轮廓数据。
19.在一些实施方式中，基于采集耳道图形进行耳模成型的系统还包括与计算机连接的控制模块，内窥镜的拍摄头、驱动部均与控制模块电性连接。由此，控制模块便于实现对拍摄头、驱动部的精准控制。
20.在一些实施方式中，控制模块的功能至少包括控制驱动部的运行、控制拍摄头的摄像时间或者拍照时间、保存通过拍摄头拍摄的不同行程以及不同角度的图像资料、将不同行程和角度的图像进行处理，获取外耳道轮廓数据、依据轮廓数据进行三维重建。
21.在一些实施方式中，头戴式支架包括半球形支架、可调节支架和密封件，半球形支架罩设于可调节支架的外周且两者之间形成有空腔，密封件设置于可调节支架和半球形支架的端部，可调节支架罩设于耳廓外周且外壁与半球形支架之间通过螺杆活动连接。由此，可根据实际需要对可调节支架进行调节，适用于不同耳廓大小的使用者，适用范围广；同时，设置有密封件，可提高密封性和舒适性。
22.在一些实施方式中，夹具包括夹具本体、弹簧和夹紧块，内窥镜的杆身可拆卸地套装于夹具本体内，夹具本体内壁开设有安装槽，夹紧块的一端通过弹簧可活动地安装于安装槽，另一端与内窥镜的杆身相抵。由此，夹具的工作原理为：内窥镜的杆身可插入夹具本体内，在杆身的作用下推动夹紧块沿着安装槽向内滑动并压缩弹簧，到位后夹紧块在弹簧的作用下夹紧杆身，完成锁紧。
23.在一些实施方式中，驱动部包括微型电机和滑动件，滑动件套装于所述滑轨的外周且与滑轨滑动配合，微型电机安装于滑动件且与滑动件传动连接，夹具安装于滑动件，微型电机与计算机电性连接。由此，微型电机可带动滑动件沿着滑轨滑动，实现内窥镜位置的调节。
24.在一些实施方式中，滑轨为螺旋状滑轨。由此，螺旋状滑轨便于使得内窥镜的位置移动与人体的外耳道相吻合，提高拍摄精准度。
25.根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于采集耳道图形的耳样制作工艺，包括以下步骤：
26.s1、佩戴头戴式支架，调节头戴式支架的位置，使得内窥镜对准使用者外耳道；
27.s2、驱动部在计算机的控制运行，带动内窥镜伸入至外耳道内预定位置；
28.s3、内窥镜在计算机的控制下工作，对外耳道内部进行拍摄并将图像传回计算机；
29.s4、计算机对图像进行记录并保存；
30.s5、计算机控制驱动部运行，带动内窥镜旋转或者往外移动；旋转角度以及移动距离可通过计算机进行设定；
31.s6、重复步骤s3～s5，直至将整个外耳道图像采集完；
32.s7、计算机将内窥镜拍摄的所有图像进行处理，得到外耳道轮廓数据，并依据该轮廓数据进行三维重建，形成3d图像；
33.s8、3d打印机与计算机联机，将计算机重建形成的3d图像打印形成3d耳模。
34.本发明提供了一种全新的耳样制作工艺，该耳样制作工艺首先利用现有的耳内镜技术进行拍照，然后基于耳内镜拍摄的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，再依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，全过程几乎自动进行，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，耳道图像采集自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
35.本发明的有益效果：
36.本发明提供了一种全新结构的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统，该系统利用现有的耳内镜技术进行拍照，然后基于耳内镜的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，然后依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，图像采集系统自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
37.本发明提供了一种全新的耳样制作工艺，该耳样制作工艺首先利用现有的耳内镜技术进行拍照，然后基于耳内镜拍摄的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，再依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，全过程几乎自动进行，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，耳道图像采集自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
附图说明
38.图1为本发明一实施方式的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统的简化框图；
39.图2为图1所示的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统的进一步细化后的控制框图；
40.图3为图1所示的基于采集耳道图形进行耳模成型的图像采集系统的简化结构示意图；
41.图4为图3所示的图像采集系统的a处的放大结构示意图；
42.图5为图3所示的图像采集系统的头戴式支架的简化结构示意图；
43.图6为图3所示的图像采集系统的夹具的简化剖视结构示意图。
44.图1～6中的附图标记：1-计算机；2-图像采集系统；3-3d打印机；11-控制模块；21-头戴式支架；22-内窥镜；23-滑轨；24-夹具；25-驱动部；26-转动开关；211-半球形支架；212-可调节支架；213-密封件；214-螺杆；221-杆身；222-拍摄头；241-夹具本体；242-弹簧；243-夹紧块；251-微型电机；252-滑动件；241a-安装槽。
具体实施方式
45.下面结合具体附图对本发明作进一步详细的说明。
46.图1～6示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统。
47.如图1～6所示，该基于采集耳道图形进行耳模成型的系统至少包括：
48.图像采集系统2，配置为采集外耳道的轮廓数据；
49.计算机1，与图像采集系统2连接，配置为对图像采集系统2进行控制，并依据图像采集系统2采集到的外耳道轮廓数据进行三维重建，形成3d图像；
50.3d打印机3，与计算机1联机，配置为将计算机1重建形成的3d图像打印形成3d耳模；
51.图像采集系统2至少包括：
52.头戴式支架21；
53.内窥镜22，一端安装于头戴式支架21，另一端可伸入外耳道内，配置为进行摄像或者拍照；
54.滑轨23，安装于头戴式支架21；
55.夹具24，可滑动地安装于滑轨23，配置为夹紧内窥镜22；
56.驱动部25，安装于滑轨23，配置为驱动夹具24沿着滑轨23滑动；
57.内窥镜22、驱动部25均与计算机1电性连接。
58.内窥镜22包括杆身221和拍摄头222，杆身221的一端通过所述夹具24进行夹紧，拍摄头222安装于杆身221的另一端。由此，现有的内窥镜22的拍摄范围为120
°
，将拍摄头222设置于最前端可以拍摄最大范围，在配合后续的角度调节，可以实现无死角拍摄，便于获取完整的轮廓数据。
59.基于采集耳道图形进行耳模成型的系统还包括与计算机1连接的控制模块11。本实施方式的控制模块11设置于计算机1内。控制模块11具体可以为至少具备以上功能的写入计算机1内的专用程序或者安装于计算机1内的专用软件内窥镜22的拍摄头222、驱动部25均与控制模块11电性连接。由此，控制模块11便于实现对各部件的精准控制。
60.控制模块11的功能包括但不限于控制驱动部25的运行、控制拍摄头222的摄像时间或者拍照时间、保存通过拍摄头222拍摄的不同行程以及不同角度的图像资料、将不同行程和角度的图像进行处理，获取外耳道轮廓数据、依据轮廓数据进行三维重建。
61.头戴式支架21包括半球形支架211、可调节支架212和密封件213，半球形支架211罩设于可调节支架212的外周且两者之间形成有空腔，密封件213设置于可调节支架212和半球形支架211的端部，可调节支架212罩设于耳廓外周且外壁与半球形支架211之间通过螺杆214活动连接。由此，可根据实际需要对可调节支架212进行调节，适用于不同耳廓大小的使用者，适用范围广；同时，设置有密封件213，可提高密封性和舒适性。本实施方式的密封件213可以为硅胶圈。
62.如图6所示，夹具24包括夹具本体241、弹簧242和夹紧块243。内窥镜22的杆身221可拆卸地套装于夹具本体241内，夹具本体内壁开设有安装槽241a，夹紧块243的一端通过弹簧242可活动地安装于安装槽241a，另一端与内窥镜22的杆身221相抵。由此，夹具24的工作原理为：内窥镜22的杆身221可插入夹具本体241内，在杆身221的作用下推动夹紧块243沿着安装槽241a向内滑动并压缩弹簧242，到位后夹紧块243在弹簧242的作用下夹紧杆身221，完成锁紧。
63.驱动部25包括微型电机251和滑动件252，滑动件252套装于所述滑轨23的外周且与滑轨23滑动配合，微型电机251安装于滑动件252且与滑动件252传动连接，夹具24安装于滑动件252，微型电机251与计算机1电性连接。由此，微型电机251可带动滑动件252沿着滑轨23滑动，实现内窥镜22位置的调节。本实施方式的滑轨23可以为螺旋状或者弯曲状滑轨23，滑动件252可以为滑块与滑轮的组合结构，滑块内设置有与微型电机251传动连接的传动齿轮，滑轮于传动齿轮传动连接，微型电机251带动传动齿轮旋转，进而带动滑轮转动，沿着滑轨23滑动。
64.在具体实施例中，正常人的外耳道长度大约为2.7cm，本实施方式的伸入至外耳道内的内窥镜22的杆身221直径大约为3.2mm。在移动距离上，具体可以设定每次移动距离间隔为1mm以内，这样便可以实现外耳道精准的轮廓数据的获取。
65.基于采集耳道图形进行耳模成型的系统还包括行程开关，行程开关安装于滑轨23的两端部且与滑动件252相配合。由此，行程开关可控制夹具24行程范围，避免超出行程。本实施方式的行程开关可以为微型接近开关或者红外传感器。
66.滑轨23为螺旋状滑轨23。由此，螺旋状滑轨23便于使得内窥镜22的位置移动与人体的外耳道相吻合，提高拍摄精准度。
67.基于采集耳道图形进行耳模成型的系统还包括转动开关26，转动开关26安装于头戴式支架21且与滑轨23相配合。由此，转动开关26可以调节滑轨23螺旋方向和角度，控制内窥镜22头部在耳道中移动时的角度。本实施方式的转动开关26可以为套装于滑轨23最外端的旋转手柄，也可以为与滑轨23最外端动力连接的旋转驱动电机等。
68.本发明提供了一种全新结构的基于采集耳道图形进行耳模成型的系统，该系统利用现有的耳内镜技术进行拍照，然后基于耳内镜的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，然后依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，图像采集系统2自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
69.根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于采集耳道图形的耳样制作工艺，包括以下步骤：
70.s1、佩戴头戴式支架21，调节头戴式支架21的位置，使得内窥镜22对准使用者外耳道；
71.s2、驱动部25在计算机1的控制运行，带动内窥镜22伸入至外耳道内预定位置；
72.s3、内窥镜22在计算机1的控制下工作，对外耳道内部进行拍摄并将图像传回计算机1；
73.s4、计算机1对图像进行记录并保存；
74.s5、计算机1控制驱动部25运行，带动内窥镜22旋转或者往外移动；旋转角度以及移动距离可通过计算机1进行设定；
75.s6、重复以上步骤s3～s5，直至将整个外耳道图像采集完；
76.s7、计算机1将内窥镜22拍摄的所有图像进行处理，得到外耳道轮廓数据，并依据该轮廓数据进行三维重建，形成3d图像；
77.s8、3d打印机3与计算机1联机，将计算机1重建形成的3d图像打印形成3d耳模。
78.本发明提供了一种全新的耳样制作工艺，该耳样制作工艺首先利用现有的耳内镜
技术进行拍照，然后基于耳内镜拍摄的高清晰度图片获取清晰的耳道轮廓数据，再依据轮廓数据进行三维重建，最终采用3d打印技术成型出耳模壳体，全过程几乎自动进行，解决了传统的人工制作工艺的效率低下以及耳样胶成型工艺的操作不当、误伤人耳等问题；更为重要地是，耳道图像采集自动进行，不仅效率高、精准度高，且几乎不受人工因素影响，安全性高。
79.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。