CN113136646B - 一种个性化定制护具产品的方法 - Google Patents

一种个性化定制护具产品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113136646B
CN113136646B CN202110224333.2A CN202110224333A CN113136646B CN 113136646 B CN113136646 B CN 113136646B CN 202110224333 A CN202110224333 A CN 202110224333A CN 113136646 B CN113136646 B CN 113136646B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yarn
dimensional
weaving
circular
protective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110224333.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113136646A (zh
Inventor
王旭鹏
唐欣尧
刘峰峰
刘舒伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN202110224333.2A priority Critical patent/CN113136646B/zh
Publication of CN113136646A publication Critical patent/CN113136646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113136646B publication Critical patent/CN113136646B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/08—Body-protectors for players or sportsmen, i.e. body-protecting accessories affording protection of body parts against blows or collisions
    • A63B71/12—Body-protectors for players or sportsmen, i.e. body-protecting accessories affording protection of body parts against blows or collisions for the body or the legs, e.g. for the shoulders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0035—Protective fabrics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

本发明公开的一种个性化定制护具产品的方法，包括三维扫描用户防护部位获得相应三维模型及新型力学智能材料连续纺丝的圆形三维编织方法，通过对用户防护部位的三维扫描获取三维模型作为设计三维编织各编织平面携纱器排布的依据，随后根据已设计的各编织平面的携纱器排布进行新型力学智能材料连续纺丝的圆形三维编织，从而得到新型力学智能材料制备的护具产品。本发明一种个性化定制护具产品的方法，结合了新型力学智能材料、三维扫描技术及圆形三维编织技术，不论从材料上、还是成型方法上以及对用户使用的匹配度上都为该护具产品在功能性能方面呈现出良好效果奠定了基础。

Description

一种个性化定制护具产品的方法
技术领域
本发明属于运动防护用具产品技术领域，涉及一种个性化定制护具产品的方法。
背景技术
现有一种新型力学智能材料，材料自身可呈现柔软和坚硬两种状态，从而拥有优良的抗冲击防护性能。具体表现在：捏起来像橡皮泥一样柔软，不断拉伸能达到拉丝效果，揉成紧实的球体却又弹性极高，如果用重物用力去砸，形态几乎不会发生变化，也不会产生裂纹，可如果用手指轻轻摁压，表面却会随之凹陷。该材料具备很好的延展性可达到拉丝效果，可使得将该材料制备成用于编织的纱线。
此外，采用三维编织方法编织的复合材料突破了传统复合材料层合板结构的概念，具有多向纱线构成空间互锁网状结构，从根本上克服了层板复合材料易分层、开裂和抗冲击性能差等缺点，具有较高的比强度、比刚度、冲击韧性和结构可设计性等。
目前，现有护具产品所用材料普遍对人体骨骼、关节以及皮肤软组织部位的防护效果比较有限，护具防护的部位仍容易产生损伤。此外，现有护具产品尺寸规格多是凭借国家标准设定，但是，其无法满足所有用户的使用需求，某些大尺寸或者小尺寸用户使用将存在穿戴过松或者过紧以致防护效果不佳的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种个性化定制护具产品的方法，该方法通过扫描用户防护部位获得三维模型，根据该三维模型具体尺寸进行护具三维编织平面上携纱器排布的设定，继而通过新型力学智能材料纱线连续三维编织获得护具产品。
本发明所采用的的技术方案是，一种个性化定制护具产品的方法，包括如下步骤：
步骤1：对用户所需防护部位使用三维扫描仪进行三维扫描，获得该部位三维实体模型，并存储为step格式文件；
步骤2：将步骤1中的step格式文件导入三维实体建模软件SolidWorks中，进行切片操作，获得该模型每一切片平面，并且得到该切片平面上模型的外部轮廓，外部轮廓的周长值为c，两相邻切片平面间距取圆形三维编织的花节高度值h；
步骤3：根据步骤2中每一切片平面的外部轮廓的周长值为c依次确定所有切片平面即编织平面上携纱器数量及位置排布；
步骤4：根据步骤3得到每一切片平面携纱器数量及位置排布进行圆形三维编织获得护具产品。
本发明的特点还在于，
步骤3具体如下：
设连续纺丝在编织过程中始终保持均匀，其纱线截面始终为直径d的圆，编织平面内相邻列携纱器间距为a，相邻层携纱器间距为b，在一切片平面内，设圆形编织第二内轮廓携纱器所在圆直径di2，圆形编织第一内轮廓携纱器所在圆直径di1，de2为圆形编织第二外轮廓携纱器所在圆直径，de1为圆形编织第一外轮廓携纱器所在圆直径，护具厚度为t，携纱器列数为n，携纱器层数为m，第一内、第一外轮廓携纱器层数为m/2；
Figure GDA0003776414750000031
Figure GDA0003776414750000032
de2＝di2+2t
de1＝de2+2a
Figure GDA0003776414750000033
Figure GDA0003776414750000034
Figure GDA0003776414750000035
其中，α为第二外轮廓上相邻两携纱器对应的弧度角，t为护具厚度。
步骤4编织采用圆形编织机。
步骤2中相邻切片平面间距，即花节高度h＝4d；此时编织角度为大编织角度，可更好的抵抗来自于垂直防护部位方向的载荷。
步骤3连续纺丝紧密编织的情况下，a＝b＝d。
与已公开的技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用了个性化定制策略，采用三维扫描仪对用户所需防护部位进行三维扫描，获得精确尺寸指导编织参数的设定，因此制备的护具可与用户防护部位有效贴合，具有穿戴舒适，包裹性强的优点；此外，采用了新型力学智能材料，在穿戴时呈现柔软松弛状态，在受到外部大载荷冲击时，可呈现坚硬状态，其形态基本不会发生变化，并且采用了三维编织方法成型，并且以编织花节高度值h细分护具编织平面，设置合理的携纱器数量及位置排布，这样编织得到的护具产品有效增强了各方向的抗冲击性能，可大幅吸收外部冲击能量，实现良好的防护效果。
附图说明
图1是本发明的对用户膝关节部位三维扫描获得的三维模型进行切片划分的示意图；
图2是本发明的一切片平面内编织平面携纱器排布示意图；
图3是本发明制备的膝部护具的示意图。
图中，1.三维模型，2.切片平面，3.外部轮廓，4.携纱器，5.护具产品。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，所示实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施例以膝部护具为例说明，按照本发明技术方案进行实施，给出详细的实施方案。
步骤1：采用三维扫描仪对用户膝部部位进行三维扫描，获得step格式三维模型1(如图1所示)，并且导入实体建模软件SolidWorks；
步骤2：如图2所示，以圆形三维编织花节高度值h作为两相邻切片平面间的间隔高度值，对三维模型1进行切片划分获得切片平面2，并且得到该切片平面上模型的外部轮廓3，以该轮廓的周长值c作为圆形编织第二内轮廓携纱器所在圆ci2的周长值，设定护具厚度t和新型力学智能材料纱线直径d，根据下式求解所有切片平面上携纱器4的层数m及列数n；
这些参数具有以下关系：
Figure GDA0003776414750000051
Figure GDA0003776414750000052
de2＝di2+2t
de1＝de2+2a
Figure GDA0003776414750000053
Figure GDA0003776414750000054
Figure GDA0003776414750000055
a＝b＝d
步骤3：将求解得到的所有切片平面上的携纱器列数n、层数m输入圆形编织机控制系统，对新型力学智能材料纱线5进行圆形三维编织获得膝部护具产品5(如图3所示)；
通过上述方式，本发明一种个性化定制护具产品的方法，根据新型力学智能材料具有优良的延展性可制备为编织纱线这一特性，并且结合了三维空间编织技术和三维扫描技术，提出了一种个性化定制护具产品的方法，通过该方法制备的护具产品可与用户防护部位有效贴合，具有穿戴舒适，包裹性强的优点，并且在受到冲击或者碰撞时具有更强的防护力度。

Claims (3)

1.一种个性化定制护具产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对用户所需防护部位使用三维扫描仪进行三维扫描，获得该部位三维实体模型，并存储为step格式文件；
步骤2：将步骤1中的step格式文件导入三维实体建模软件SolidWorks中，进行切片操作，获得该模型每一切片平面(2)，并且得到该切片平面(2)上模型的外部轮廓(3)，外部轮廓(3)的周长值为c，两相邻切片平面间距取圆形三维编织的花节高度值h；花节高度h＝4d，d为纱线截面直径；
步骤3：根据步骤2中每一切片平面(2)的外部轮廓(3)的周长值为c依次确定所有切片平面即编织平面上携纱器(4)数量及位置排布；
步骤3具体如下：
设连续纺丝在编织过程中始终保持均匀，其纱线截面始终为直径d的圆，编织平面内相邻列携纱器间距为a，相邻层携纱器间距为b，在一切片平面内，设圆形编织第二内轮廓携纱器所在圆直径di2，圆形编织第一内轮廓携纱器所在圆直径di1，de2为圆形编织第二外轮廓携纱器所在圆直径，de1为圆形编织第一外轮廓携纱器所在圆直径，护具厚度为t，携纱器列数为n，携纱器层数为m，第一内、第一外轮廓携纱器层数为m/2；
Figure FDA0003776414740000011
Figure FDA0003776414740000012
de2＝di2+2t
de1＝de2+2a
Figure FDA0003776414740000013
Figure FDA0003776414740000021
Figure FDA0003776414740000022
其中，为第二外轮廓上相邻两携纱器对应的弧度角，t为护具厚度；
步骤4：根据步骤3得到每一切片平面携纱器数量及位置排布进行圆形三维编织获得护具产品。
2.根据权利要求1所述的一种个性化定制护具产品的方法，其特征在于，步骤4所述编织采用圆形编织机。
3.根据权利要求1所述的一种个性化定制护具产品的方法，其特征在于，步骤3连续纺丝紧密编织的情况下，a＝b＝d。
CN202110224333.2A 2021-03-01 2021-03-01 一种个性化定制护具产品的方法 Active CN113136646B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110224333.2A CN113136646B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种个性化定制护具产品的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110224333.2A CN113136646B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种个性化定制护具产品的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113136646A CN113136646A (zh) 2021-07-20
CN113136646B true CN113136646B (zh) 2022-09-09

Family

ID=76810989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110224333.2A Active CN113136646B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 一种个性化定制护具产品的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113136646B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1614114A (zh) * 2004-11-30 2005-05-11 中材科技股份有限公司 复合材料用三维多向编织物净尺寸仿形减纱编织方法
CN102560877A (zh) * 2012-02-15 2012-07-11 阚玉华 封顶织物的编织方法
FR3000969A1 (fr) * 2013-01-17 2014-07-18 Safran Structure fibreuse pour piece axisymetrique en materiau composite a diametre evolutif et piece la comportant
CN104060399A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 东华大学 一种横截面为目字形管件的立体编织方法
CN106149167A (zh) * 2016-09-18 2016-11-23 江苏工程职业技术学院 一种关于异形截面的3d编织方法
CN106637657A (zh) * 2017-01-13 2017-05-10 天津工业大学 一种可伸缩热密封件的制造方法
CN110258003A (zh) * 2019-07-01 2019-09-20 北京康姆特科技发展有限公司 一种回转壳体织物的封顶织造方法及回转壳体织物的织造方法
CN110443005A (zh) * 2019-08-22 2019-11-12 西北工业大学 一种全膝关节有限元建模方法
WO2019228278A1 (zh) * 2018-05-31 2019-12-05 共享智能铸造产业创新中心有限公司 一种层厚可变的切片方法、3d打印方法及3d打印的产品
CN111274716A (zh) * 2020-03-23 2020-06-12 西安理工大学 一种三维五向编织复合材料预制体的建模方法
CN111926454A (zh) * 2020-07-17 2020-11-13 中国纺织科学研究院有限公司 一种三维编织加筋管工艺及加筋管

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014100821A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Nike International Ltd. Woven planar footwear upper
US10538866B2 (en) * 2017-02-01 2020-01-21 Federal-Mogul Powertrain Llc Woven sleeve with integral attachment loops and method of construction thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1614114A (zh) * 2004-11-30 2005-05-11 中材科技股份有限公司 复合材料用三维多向编织物净尺寸仿形减纱编织方法
CN102560877A (zh) * 2012-02-15 2012-07-11 阚玉华 封顶织物的编织方法
FR3000969A1 (fr) * 2013-01-17 2014-07-18 Safran Structure fibreuse pour piece axisymetrique en materiau composite a diametre evolutif et piece la comportant
CN104060399A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 东华大学 一种横截面为目字形管件的立体编织方法
CN106149167A (zh) * 2016-09-18 2016-11-23 江苏工程职业技术学院 一种关于异形截面的3d编织方法
CN106637657A (zh) * 2017-01-13 2017-05-10 天津工业大学 一种可伸缩热密封件的制造方法
WO2019228278A1 (zh) * 2018-05-31 2019-12-05 共享智能铸造产业创新中心有限公司 一种层厚可变的切片方法、3d打印方法及3d打印的产品
CN110258003A (zh) * 2019-07-01 2019-09-20 北京康姆特科技发展有限公司 一种回转壳体织物的封顶织造方法及回转壳体织物的织造方法
CN110443005A (zh) * 2019-08-22 2019-11-12 西北工业大学 一种全膝关节有限元建模方法
CN111274716A (zh) * 2020-03-23 2020-06-12 西安理工大学 一种三维五向编织复合材料预制体的建模方法
CN111926454A (zh) * 2020-07-17 2020-11-13 中国纺织科学研究院有限公司 一种三维编织加筋管工艺及加筋管

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《足踝形态与弹性护具压力分析及应用研究》;张春强;《机械科学与技术》;20201130;正文第1-4节，以及附图2-4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113136646A (zh) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10368590B2 (en) Flat-knit support garment for upper torso
JP2016532791A (ja) 調整可能ニット部分を伴うニット構成要素
US6739158B2 (en) Method and apparatus for producing automatically shaped tubular knitwear items with graduated anatomic support and control and products obtained thereby
CN113136646B (zh) 一种个性化定制护具产品的方法
CN2770397Y (zh) 一种中空罩杯
CA2518300A1 (en) Seamless bra
CN202396495U (zh) 强化型袖套
CN102864566B (zh) 织物制备方法、制备控制方法、制备控制装置和制备系统
KR20020002329A (ko) 브래지어용 컵 제품 및 브래지어 제품
CN201229783Y (zh) 防辐射孕妇针织内衣
CN208807681U (zh) 一种针织无缝透气一片式帽顶棒球帽
CN203762305U (zh) 一种高腰束身内裤
CN108411477B (zh) 一种针对特殊体型的无缝针织内衣的快速定制方法
CN1465303A (zh) 装饰用成形件
Liu et al. Three-dimensional knitted textiles
CN211546837U (zh) 一种具有透气功能的塑身提花面料
CN211036282U (zh) 鳞片组织结构
CN206284431U (zh) 一种软质防割防刺软甲
CN207313849U (zh) 一种竹炭抗菌复合里衬材料
CN105455207A (zh) 一种底围及鸡心位内置织物胸托的模杯及其制作方法
CN218880234U (zh) 一种斜纹肌理面料的编织结构
JP3796619B2 (ja) レース編地とその製造方法
CN1258465A (zh) 装饰用成形体
CN202540841U (zh) 一种多层绒毛面料
CN117646304A (zh) 一种低耗材比经编无缝镂空打底衣的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant