(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210871237.1 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 国家康复辅具研究中心 地址 102600 北京市大兴区荣 华中路1号 (72)发明人 郭俊超　王亚伟　程军涛　王振泽　 莫中军　杨洁萌　樊瑜波　 (74)专利代理 机构 深圳市广诺专利代理事务所 (普通合伙) 44611 专利代理师 王欢 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于上肢模型重构的扫描机构及上肢 模型重构方法 (57)摘要 本发明的一种用于上肢模型重构的扫描机 构及上肢模型重构方法， 包括有固定底座， 固定 底座的上端套接有升降杆， 固定底 座的上端一侧 设置有可松紧的紧固螺钉， 可松紧的紧固螺钉穿 过固定底 座的上端和升降杆上的插孔插接， 升降 杆的上端安装有可松紧的紧固螺钉， 升降杆的上 端通过可松紧的紧固螺钉连接有连接杆， 连接杆 的另一侧通过可松紧的紧固螺钉连接有连接杆， 连接杆的另一端通过可松紧的紧固螺钉连接有 球形绞链杆， 上肢不同姿态或负荷的人体的上肢 上套设有3D 采集相机， 连接杆通过球形绞链杆连 接3D采集相机， 本发明利用3D相机结构小巧、 使 用灵活， 鲁棒性高， 可快速高效且精度较高的获 得精确的上肢 模型。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115294269 A 2022.11.04 CN 115294269 A 1.一种用于上肢模型重构的扫描机构， 其特征在于： 包括有固定底座(B8)， 所述固定底 座(B8)的上端套接有升降杆(B6)， 所述固定底 座(B8)的上端一侧设置有可松紧的紧固螺钉 (B7)， 所述可松紧的紧固螺钉(B7)穿过所述固定底 座(B8)的上端和所述升降杆(B6)上的插 孔插接， 所述升降杆(B6)的上端安装有可松紧的紧固螺钉(B3)， 所述升降杆(B6)的上端通 过所述可松紧的紧固螺钉(B3)连接有第一连接杆(B5)， 所述第一连接杆(B5)的另一侧通过 所述可松紧的紧固螺钉(B3)连接有第二连接杆(B4)， 所述第二连接杆(B4)的另一端通过可 松紧的紧固螺钉(B3)连接有球形绞链杆(A1)， 所述第二连接杆(B4)通过所述球形绞链杆 (A1)连接3D采集相机(B2)， 扫描时所述上肢不同姿态或负荷的人体的上肢(B1)套设在所述 3D采集相机(B2)内部 。 2.根据权利要求1所述的一种用于上肢模型重构的扫描机构， 其特征在于： 所述3D采集 相机(B2)呈圆筒装， 由上下两部分结构组成， 所述3D采集相机(B2)内表面分别布置多个摄 像头矩阵式微型3D采集摄 像头(C4)。 3.根据权利要求2所述的一种用于上肢模型重构的扫描机构， 其特征在于： 所述3D采集 相机(B2)上半部 分半圆筒 结构以及所述3D采集相机下半部 分半圆筒 结构分别设置有8位针 插孔接口和8位针插孔接口插槽， 相互配合组成完整的圆筒结构。 4.根据权利要求3所述的一种用于上肢模型重构的扫描机构， 其特征在于： 所述3D采集 相机(B2)的内部设置有3D采集相机中间连接环(A2)， 所述球形绞链杆(A1)的另一侧设置有 与所述球形绞链杆(A1)相连接的螺纹(C6)， 所述3D采集相机中间连接环(A2)和所述球形绞 链杆(A1)通过所述螺纹(C6)相连接； 所述3D采集相机(B2)连接有3D采集相机连接数据线 (A3)， 所述3D采集相机连接数据线(A3)的另一端连接有外 接处理器(A4)。 5.根据权利要求4所述的一种用于上肢模型重构的扫描机构， 其特征在于： 所述8位针 插孔接口(C2)以及所述8位针插孔接口插槽(C3)的一侧连接有矩阵式相机连接导线(C5)， 所述8位针插孔接口(C2)以及所述8位针插孔接口插槽(C3)均通过若干所述矩阵式相机连 接导线(C5)连接有若干微型3D采集摄像头(C4)， 若干所述微型3D 采集摄像头(C4)均通过所 述矩阵式相机连接导线(C 5)相连接 。 6.一种上肢模型重构方法， 包括权利要求1至5任意一项所述的扫描机构， 包括以下步 骤： S1： 确定扫描对象包括姿态、 负荷和动作时刻在内的工况条件， 扫描对象按照待扫姿态 进行摆位； S2： 通过升降杆、 第一连接杆、 第二连接杆以及球形铰链杆调 节3D采集相机(B2)的姿态 和位置， 使其 正好对应待扫上肢区域； S3： 将3D采集相机(B2)上 下两部分扣接在一 起， 套在待扫上肢上； S4： 施加负荷条件， 根据动作时刻启动扫描并进行点云拼接合成； S5： 完成该工况 下的上肢模型 数据重构。 7.根据权利要求6所述的一种上肢模型重构方法， 其特征在于： S1中所述工况包括站立 或坐姿下以水平位、 下垂位、 手 握重物。 8.根据权利要求6所述的上肢模型重构方法， 其特征在于： 所述点云拼接合成具体是对 扫描的上肢周围数据点进行拼接合成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115294269 A 2一种用于上肢模型重构的扫描机构及上肢模型重构方 法 技术领域 [0001]本发明涉及人体模型重构领域， 具体讲是一种用于上肢模型重构的扫描机构及上 肢模型重构方法。 背景技术 [0002]上肢肢体灵活度大， 结构简单， 与肩部构成活动关节。 在日常生活中， 上肢功能训 练或康复往往需要合适的辅具或矫形器。 与肢体不匹配的辅具或矫形器， 则会出现关节活 动受限、 肘关节复位偏离、 肩痛、 肩 ‑手综合症、 肩关节半脱位、 水肿等并发症的发生。 因此， 获得精确的上肢外形轮廓数据是设计辅具或矫形器的关键 。 [0003]目前针对上肢模型的取型方法较多。 大致分几种： 第一、 医学方法建模。 利用CT、 MRI等影像学切片扫描 数据， 数据格式为DIC OM格式文件， 通过第三方软件， 进行上肢轮廓的 提取， 进而生成上肢模型。 但这种取模方法从预约 ‑挂号‑扫描‑数据提取 ‑处理‑模型获得， 其时间较长需要三天左右， 并且扫描时只能扫描一种状态下 的患者上肢， 改变姿态需重新 扫描， 耗时耗力， 另外扫描时患者也需保持一定 静止时间， 否则影响扫描效果； 第二、 手持 式 光栅、 激光扫描建模。 还有一种扫描设备是手持的扫描设备， 通过 红光或蓝光光栅对目标体 进行手持扫描， 利用自带的软件系统， 进行小腿模型的构建。 但这种扫描方法， 缺点是扫描 对象必须静止不动， 稍微晃动就会造成模型模糊而无法使用， 且很容易丢点造成模型 的精 度很差， 针对上肢受伤活动受限的情况， 此种扫描就存在较大的局限性， 满足不了一些行业 的需求； 第三、 石膏取型。 通过石膏绷带贴服于患者上肢的外表面， 等石膏绷带晾干后， 取 下。 然后在石膏模型的空腔内浇注石膏， 即形成上肢的外轮廓， 带浇注模型干结后， 取下外 轮廓， 即可获得上肢模型的外轮廓， 用于矫形器或假肢模型 的制作阳模。 但此种方法， 一般 需要1‑2天时间， 耗时长， 且外形变形产生较大的误差， 精度较差 。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种用于上肢模型重构的扫描机构及上肢模型重构方法， 以解决上述背景技 术中提出耗时长， 且外形变形产生较大的误差， 精度较差的问题。 [0005]本发明的技术方案是： 一种用于上肢模型重构的扫描机构， 包括有固定底座， 所述 固定底座的上端套接有升降杆， 所述固定底座的上端一侧设置有可松紧的紧固螺钉， 所述 可松紧的紧固螺钉穿过所述固定底座的上端和所述升降杆上的插孔插接， 所述升降杆的上 端安装有 可松紧的紧固螺钉， 所述升降杆的上端通过所述可松紧的紧固螺钉连接有第一连 接杆， 所述第一连接杆的另一侧通过所述可松紧的紧固螺钉连接有第二连接杆， 所述第二 连接杆的另一端通过可松紧的紧固螺钉连接有球形绞链杆， 所述第二连接杆通过所述球形 绞链杆连接所述3D采集相机， 扫描时所述上肢不同姿态或负荷的人体的上肢套设在3D采集 相机内部 。 [0006]3D采集相机呈圆筒装， 由上下两部分结构组成， 所述3D采集相机内表面分别布置 多个摄像头矩阵式微型3D采集摄像头。 3D采集相机上半部 分半圆筒 结构以及所述3D采集相说　明　书 1/4 页 3 CN 115294269 A 3