CN208552142U - 一种3d打印硬框式软接受腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及假肢矫形器技术领域，尤其涉及一种3D打印硬框式软接受腔。其中3D打印硬框式软接受腔，包括硬质材料外壳和与外壳相匹配且紧贴外壳的内壁的柔性材料内衬，外壳具有第一坐骨包容口型，内衬具有第二坐骨包容口型，外壳和内衬分别利用3D打印机一体打印成型，并且，外壳和内衬通过一连接件固定连接。本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，既能够使患者穿着舒适、轻便，又符合支撑体重传递力的要求，并且不妨碍一部分肌肉运动。

Description

一种3D打印硬框式软接受腔

技术领域

本实用新型涉及假肢矫形器技术领域，尤其涉及一种3D打印硬框式软接受腔。

背景技术

接受腔是假肢最重要的组成部分。它可以直接与残肢接触，用于支撑人体重量、控制假肢运动。患者穿着假肢是否舒适，完全取决于接受腔是否合适。

硬框式软接受腔又称ISNY接受腔，是将残肢收纳与体重支撑分离成两部分，内接受腔采用柔软、具有一定弹性的材料制作，再与外部用高强度复合材料制作的承重框架组合而成。由于其外部形状能够与截肢患者的残肢非常吻合，可以提高患者穿戴假肢后的舒适感，因此深受广大截肢者的喜爱。

但是，由于每一个截肢患者的残肢都是个性化的，假肢接受腔的形状也是不一样的。传统的手工石膏取模方法在很大程度上依赖技师的经验、手法、技巧等因素，难以保证准确性。并且传统的方法操作复杂费时，需要反复试制修改，导致制作成本高，交付时间长。

因此，针对现有技术中的硬框式软接受腔穿着舒适度不高、制作过程复杂的问题，需要提供一种制作简单、舒适性高的3D打印硬框式软接受腔。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种3D打印硬框式软接受腔，既能够使患者穿着舒适、轻便，又符合支撑体重传递力的要求，并且不妨碍一部分肌肉运动。

为实现上述目的，本实用新型的一种3D打印硬框式软接受腔，包括硬质材料外壳和与外壳相匹配且紧贴外壳的内壁的柔性材料内衬，外壳具有第一坐骨包容口型，内衬具有第二坐骨包容口型，外壳和内衬分别利用3D打印机一体打印成型，并且，外壳和内衬通过一连接件固定连接。

进一步地，外壳的3D打印材料为高分子尼龙粉末材料或碳纤维复合尼龙粉末材料。

进一步地，内衬的3D打印材料为高分子热塑性聚氨酯弹性体橡胶粉末材料。

进一步地，连接件为连接头，连接头通过与螺丝配合将外壳和内衬的底部固定。

进一步地，3D打印硬框式软接受腔通过连接头与假肢连接杆固定连接。

进一步地，连接头为圆盘连接头或平盘连接头。

进一步地，外壳的侧壁上对称设有第一开口和第二开口。

进一步地，外壳和内衬的下端分别设有用于安装气阀的第一气阀孔和第二气阀孔。

进一步地，3D打印硬框式软接受腔为吸着式接受腔或全接触式接受腔。

本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，其外壳和内衬是利用3D打印技术一体成型制成的，这使得接受腔的测量、设计和制作过程数字化，外壳和内衬的制作过程操作简单，并且由于在计算机设计过程中会对每一个设计步骤进行量化处理，利用3D打印制作的接受腔的精度误差为±0.5mm，使接受腔准确性和适配度更高。由于接受腔的外壳为硬质材料制成，因此能够符合支撑体重传递力的要求，而接受腔的内层采用柔性材料制成，能够使患者穿着较为舒适、轻便，提高患者的舒适度。本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，其外壳和内衬通过一连接件进行安装固定，装配方法简单方便，并且由于外壳和内衬并非全部结合在一起，因此不妨碍一部分肌肉运动，从而进一步地提高了患者穿着的舒适度。

附图说明

图1为本实用新型实施例3D打印硬框式软接受腔的示意图；

图2为图1所示实施例的外壳的主视图；

图3为图1所示实施例的外壳的左视图；

图4为图1所示实施例的外壳的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型的一种3D打印硬框式软接受腔，包括硬质材料外壳1和与外壳1相匹配且紧贴外壳1的内壁的柔性材料内衬2。外壳1具有第一坐骨包容口型11，内衬2具有第二坐骨包容口型21，用于插入和容纳残肢。

外壳1的3D打印材料为高分子尼龙粉末材料或碳纤维复合尼龙粉末材料，能够满足外层结构强度的需求，为残肢提供良好的支撑。内衬2的3D打印材料为高分子热塑性聚氨酯弹性体橡胶粉末材料，该材料柔软、具有弹性并且具有一定强度，能够提高患者穿着的舒适度，并且不妨碍一部分肌肉的运动。

在本实用新型实施例中，外壳1和内衬2分别利用3D打印机一体打印成型。以传统框架式假肢接受腔的制作方法为例，传统制作方法为采用简单的皮尺测量患者肢体的相应尺寸，然后使用石膏绷带缠绕在患者残肢上，石膏绷带固化后获得患者残肢的阴型，将石膏浆灌入石膏阴型获得患者的残肢阳型。由于从患者的肢体形状到相似的石膏阳型过程中有两次形状的翻制，在翻制的过程中可能会与残肢肢体的形状产生误差，再加上石膏在固化过程中自身有热膨胀率，可能导致进一步扩大误差的范围，使假肢精度较差，与患者的实际肢体情况差距可能达到1cm左右。这种误差会导致患者在穿戴假肢、矫形器时不合适，造成肢体疼痛，甚至磨破皮肤、出血、感染等症状，并最终使接受腔报废，增加了大量的成本，也给患者带来了痛苦。相对于传统的制作方法，本实用新型的硬框式软接受腔采用3D打印的方法制作，采用三维数字扫描患者的残肢，并采用计算机辅助设计与选择性激光3D打印系统制造，其能够实时获得患者肢体三维图像，并且快速成型，打印后的硬框式软接受腔的精度为±0.5mm，大大增加了接受腔制作的成功率。并且，由于在计算机设计过程中，可以针对每一个步骤进行量化处理，因此能够使接受腔的制作更加精确、适配度更高，提高接受腔制作的精确性。

为了减轻接受腔的重量，减少患者在行走时的能量消耗，在本实用新型实施例中了，如图2-4所示，外壳1的侧壁上对称设有第一开口12和第二开口13。同时，由于设置了第一开口12和第二开口13，还能够用来释放患者在穿着接受腔时，肌肉对内衬2腔壁的压力。因为内衬2具有一定的弹性，内衬2腔壁在受到残肢肌肉的压力时，可以稍微变形，所以肌肉可以通过第一开口12和第二开口13进行局部的减压，提高穿着的舒适性与贴合度。

在本实用新型实施例中，外壳1和内衬2的下端分别设有用于安装气阀的第一气阀孔14和第二气阀孔22。由于气阀能够通过第一气阀孔14和第二气阀孔22进行安装固定，使气阀横穿内衬2和外壳1，因此，气阀还能起到一定的限制内衬2和外壳1之间相互旋转、移动的作用。在本实用新型实施例中，气阀一般为单向阀门式气阀，其功能也与一般气阀式假肢接受腔的功能一样。在穿戴接受腔时，气阀能够起到便于将接受腔内的空气排出的作用，从而使接受腔内部形成一个密闭式空间，形成一定的负压，使患者的接受腔与残肢紧紧吸附在一起，不至于在运动时造成接受腔的掉落。在脱掉接受腔时，只需要按下气阀的开关，让外界空气进入接受腔内，当接受腔内外的大气压力一致时，即可轻易取下接受腔及假肢。

外壳1和内衬2通过一连接件固定连接，使内衬2紧贴外壳1固定。在本实用新型实施例中，连接件可以为连接头，连接头可以为标准的圆盘连接头或平盘连接头，连接头通过与螺丝配合将外壳1和内衬2的底部固定。除此之外，3D打印硬框式软接受腔还可以通过连接头与假肢连接杆固定连接。具体地，在内衬2和外壳1上装配连接头和螺丝的方法为，在内衬2和外壳1的底部对应的位置分别钻孔，将连接头与螺丝固定连接后，通过螺丝与钻好的孔拧紧固定连接头，使外形与外壳1高度吻合的内衬2能够紧贴外壳1，并且整体固定于外壳1内，整个装配过程不需要粘合剂即可完成。

本实用新型实施例的制备方法为：

1、可以使用高精度远红外三维扫描仪对残肢进行扫描，从而获得残肢数据并且生成STL采集文件。由于采用了红外激光扫描仪，因此，可以精确地采集患者的残疾数据，并且降低假肢的制作时间、提高制作效率，同时能够保留患者残肢的三维数据模型。

2、将STL采集文件导入计算机软件(例如假肢矫形CAD软件)进行修型和设计处理后，分别得到接受腔的内衬2与外壳1的STL设计文件，能够在计算机设计过程中针对每一个步骤进行量化处理，使接受腔的制作更加精确、与残肢的适配度更高，更加科学。

3、把STL设计文件输入到工业级选择性激光烧结(SLS)工艺3D打印机中，分别利用对应的粉末材料对内衬2和外壳1进行打印。

4、对打印成型的内衬2和外壳1进行打磨处理。

5、对打磨好的内衬2和外壳1进行调试，然后与其他假肢组装配件进行安装。

综上所述，本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，能够解决现有技术中假肢的接受腔与残肢吻合度低、制备过程复杂、定制时间长且成本高的问题。本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，完全抛弃了石膏技术，从患者残肢的取型到假肢阳模完全计算机控制，节省了制作者的体力劳动，并且提高了制作工作的效率。同时，本实用新型的3D打印硬框式软接受腔，既符合支撑体重传递力的要求，又使患者穿着较舒适、轻便。另外，本实用新型的3D打印硬框式软接受腔的制备方法，还可以利用扫描仪对残肢进行扫描后，把残肢数据发给加工方进行远程加工，患者不一定要在制作现场，为广大行动不便又希望使用此种接受腔的患者带来了方便。

在本实用新型实施例中，3D打印硬框式软接受腔可以为吸着式接受腔或全接触式接受腔。本实用新型实施例中，仅是以吸着式接受腔为例进行示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本实用新型的工作原理的基础上，可以对本实用新型作出多种改进，这均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，包括硬质材料外壳和与所述外壳相匹配且紧贴所述外壳的内壁的柔性材料内衬，所述外壳具有第一坐骨包容口型，所述内衬具有第二坐骨包容口型，所述外壳和所述内衬分别利用3D打印机一体打印成型，并且，所述外壳和所述内衬通过一连接件固定连接。

2.根据权利要求1所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述外壳的3D打印材料为高分子尼龙粉末材料或碳纤维复合尼龙粉末材料。

3.根据权利要求1所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述内衬的3D打印材料为高分子热塑性聚氨酯弹性体橡胶粉末材料。

4.根据权利要求1所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述连接件为连接头，所述连接头通过与螺丝配合将所述外壳和所述内衬的底部固定。

5.根据权利要求4所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述3D打印硬框式软接受腔通过所述连接头与假肢连接杆固定连接。

6.根据权利要求5所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述连接头为圆盘连接头或平盘连接头。

7.根据权利要求1所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述外壳的侧壁上对称设有第一开口和第二开口。

8.根据权利要求7所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述外壳和所述内衬的下端分别设有用于安装气阀的第一气阀孔和第二气阀孔。

9.根据权利要求1所述的3D打印硬框式软接受腔，其特征在于，所述3D打印硬框式软接受腔为吸着式接受腔或全接触式接受腔。