面向3D打印的人體穿戴設備設計方法及裝置與流程

本發明涉及計算機技術領域，具體涉及一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法及裝置。

背景技術：

骨折是指骨結構的連續性斷裂或部分斷裂，多見于兒童或老年人，其典型表現是傷后出現局部變形、肢體等出現異常運動、移動肢體時可聽到骨擦音，傷口劇痛，局部腫脹、淤血，傷后出現運動障礙。在骨折治療和過程中的三個基本原則和步驟是：復位、固定和功能鍛煉。

復位是將骨折后發生移位的骨折斷端重新恢復正常或接近原有解剖關系，以重新恢復骨骼的支架作用。

固定是采用不同的方法將復位后的骨折斷端固定在滿意的位置，使其逐漸愈合。常用的固定方法有：小夾板、石膏固定、外固定支架、牽引制動固定等，這些固定方法稱外固定。如果通過手術切開用鋼板、鋼針、髓內針、螺絲釘等固定，則稱內固定。

功能鍛煉是通過受傷肢體肌肉收縮，增加骨折周圍組織的血液循環，促進骨折愈合，防止肌肉萎縮，通過主動或被動活動未被固定的關節，防止關節粘連、關節囊攣縮等，使受傷肢體的功能盡快恢復到骨折前的正常狀態。石膏固定作為骨科外傷的最常用解決方案之一，其方法主要是運用熟石膏的細末撒布在特制的紗布繃帶上，然后做成石膏繃帶，用溫水浸泡以后，保證病人所需要固定的肢體上。

但是，石膏治療方法也存在諸多局限與缺點，如在石膏固定的使用中，可能出現如石膏斷裂、肢體血液循環障礙、壓瘡等問題。某些粉碎性骨折甚至會因為石膏的壓迫導致血液回流慢，形成血栓，而患者不能及時觀察患處情況，從而病情惡化，導致截肢。因此，在實際應用過程中，石膏固定常常存在以下問題：

第一，患處與石膏固定之間的空隙無法檢測，若壓力過高，可能導致骨筋膜室壓力過高，肌肉缺血壞死。

第二，石膏固定制作過程中塑形品質多取決于操作人員的專業技能，外固定難以與患處完全匹配，如果有局部突出，會對肢體造成局部的固定壓迫，導致壓瘡。

第三，對于大型石膏固定，因其固定范圍大，固定時間長，患處周圍的肌肉無法有效鍛煉。

第四，石膏固定完全包覆皮膚，難以清洗，尤其是當皮膚有外傷時，可能因為無法有效的清潔導致化膿性皮炎。

第五，大型石膏固定重量較重，穿戴不舒適，同時也影響美觀。

如何結合肢體外形數據，設計人體穿戴設備，減輕穿戴設備對人體的壓力和穿戴設備重量，提高穿戴設備與人體的貼合度，增強透氣性，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法及裝置，能夠結合肢體外形數據，設計人體穿戴設備，減輕穿戴設備對人體的壓力和穿戴設備重量，提高穿戴設備與人體的貼合度，增強透氣性。

第一方面，本發明提供一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，該方法包括：

獲取用戶的掃描數據；

根據該用戶的掃描數據和佩戴信息，構建穿戴設備模型；

根據預獲取的受力模擬數據，在穿戴設備模型上設計網格；

按照設計網格的穿戴設備模型，生成打印參數，進行3d打印。

本發明提供另一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，該方法包括：

肢體外形數據獲取步驟：獲取用戶的掃描數據；

對掃描數據進行特征提取，獲取肢體外形數據；

穿戴設備模型構建步驟：根據預獲取的佩戴信息和肢體外形數據，構建穿戴設備模型；

根據該用戶的患病狀況，確定穿戴設備與人體皮膚的間隙值；

按照間隙值，修正穿戴設備模型的參數；

受力模擬步驟：為修正后的穿戴設備模型設置作用點；

根據佩戴信息，確定肢體活動范圍；

根據肢體外形數據和修正后的穿戴設備模型，按照肢體活動范圍，進行運動模擬，獲取每個作用點的受力值；

網格生成步驟：根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點；

根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格；

根據預設置的材料信息，計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量；

根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定目標網格類型；

打印參數確定步驟：根據目標網格類型和修正后的穿戴設備模型，生成打印參數。

進一步地，根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定網格類型，具體包括：

判斷設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量是否小于等于目標重量：若是，則將第一網格設置為目標網格類型；

若否，則根據當前質量和目標重量，調整壓力閾值，并檢驗調整后的壓力閾值是否超出預設的閾值范圍：

若是，則生成提示信息，若否，則根據每個作用點的受力值和調整后的壓力閾值，確定第二鏤空點；

根據網格生成算法和第二鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第二網格；

根據預設置的材料信息，計算設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量，并判斷當前重量是否小于目標重量，若是，則將第一網格設置為目標網格類型，若否，則再次調正壓力閾值，直至設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量小于等于目標重量。

進一步地，獲取每個作用點的受力值之后，根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點之前，該方法還包括：

根據預設置的材料信息和每個作用點的受力值，確定壓力閾值和閾值范圍。

基于上述任意面向3d打印的人體穿戴設備設計方法實施例，進一步地，根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格，具體包括：

根據泰森多邊形生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格，網格生成算法包括泰森多邊形生成算法。

基于上述任意面向3d打印的人體穿戴設備設計方法實施例，進一步地，在生成打印參數之后，該方法還包括：

按照預設波形參數，產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號；

將正弦波信號和脈沖寬度調制信號合成脈沖正弦波信號；

將脈沖正弦波信號轉換為脈沖超聲波，脈沖超聲波用于刺激受損肢體的軟骨。

第二方面，本發明提供一種面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置，該裝置包括肢體外形數據獲取模塊、穿戴設備模型構建模塊、受力模擬模塊、網格生成模塊和打印參數確定模塊，肢體外形數據獲取模塊用于獲取用戶的掃描數據；對掃描數據進行特征提取，獲取肢體外形數據。穿戴設備模型構建模塊用于根據預獲取的佩戴信息和肢體外形數據，構建穿戴設備模型；根據該用戶的患病狀況，確定穿戴設備與人體皮膚的間隙值；按照間隙值，修正穿戴設備模型的參數。受力模擬模塊用于為修正后的穿戴設備模型設置作用點；根據佩戴信息，確定肢體活動范圍；根據肢體外形數據和修正后的穿戴設備模型，按照肢體活動范圍，進行運動模擬，獲取每個作用點的受力值。網格生成模塊用于根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點；根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格；根據預設置的材料信息，計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量；根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定目標網格類型。打印參數確定模塊用于根據目標網格類型和修正后的穿戴設備模型，生成打印參數。

進一步地，網格生成模塊在根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定網格類型時，具體用于：判斷設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量是否小于等于目標重量：若是，則將第一網格設置為目標網格類型；若否，則根據當前質量和目標重量，調整壓力閾值，并檢驗調整后的壓力閾值是否超出預設的閾值范圍：若是，則生成提示信息，若否，則根據每個作用點的受力值和調整后的壓力閾值，確定第二鏤空點；根據網格生成算法和第二鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第二網格；根據預設置的材料信息，計算設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量，并判斷當前重量是否小于目標重量，若是，則將第一網格設置為目標網格類型，若否，則再次調正壓力閾值，直至設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量小于等于目標重量。

進一步地，該裝置還包括閾值設置模塊：用于根據預設置的材料信息和每個作用點的受力值，確定壓力閾值和閾值范圍。

基于上述任意面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置實施例，進一步地，網格生成模塊在根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格時，具體用于：根據泰森多邊形生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格，網格生成算法包括泰森多邊形生成算法。

基于上述任意面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置實施例，進一步地，該裝置還包括脈沖超聲波生成模塊：用于按照預設波形參數，產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號；將正弦波信號和脈沖寬度調制信號合成脈沖正弦波信號；將脈沖正弦波信號轉換為脈沖超聲波，脈沖超聲波用于刺激受損肢體的軟骨。

由上述技術方案可知，本實施例提供的面向3d打印的人體穿戴設備設計方法及裝置，能夠從掃描數據中提取肢體外形數據，構建穿戴設備模型，并結合患者的患病狀況和佩戴方式，修正穿戴設備模型的參數，保障穿戴設備與人體皮膚之間具有良好的貼合度，提高患者佩戴時的舒適程度。

同時，該方法還能夠進行受力模擬，根據受力分布狀況，在穿戴設備模型上設計網格，確定鏤空部分，以提高穿戴設備的透氣性，減輕穿戴設備自身的重量，也方便對病患處進行清洗、換藥和觀察，提高療效。并且，該方法還能夠將確定網格類型的穿戴設備模型，生成3d打印參數，以便于快速制作穿戴設備，確保穿戴設備的精度。

因此，本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計方法及裝置，能夠結合肢體外形數據，設計人體穿戴設備，減輕穿戴設備對人體的壓力和穿戴設備重量，提高穿戴設備與人體的貼合度，增強透氣性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1示出了本發明所提供的一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法的方法流程圖；

圖2示出了本發明所提供的一種面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。

第一方面，本發明實施例所提供的一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，該方法包括：獲取用戶的掃描數據。

根據該用戶的掃描數據和佩戴信息，構建穿戴設備模型。

根據預獲取的受力模擬數據，在穿戴設備模型上設計網格。

按照設計網格的穿戴設備模型，生成打印參數，進行3d打印。

本發明實施例所提供的另一種面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，結合圖1，該方法包括：

肢體外形數據獲取步驟s1：獲取用戶的掃描數據。如采用紅外掃描裝置對人體進行掃描，從紅外掃描裝置中獲取掃描數據。

對掃描數據進行特征提取，獲取肢體外形數據。

穿戴設備模型構建步驟s2：根據預獲取的佩戴信息和肢體外形數據，構建穿戴設備模型。在實際應用過程中，佩戴信息可以是患者佩戴穿戴設備的方式、部位等信息。

根據該用戶的患病狀況，確定穿戴設備與人體皮膚的間隙值。

按照間隙值，修正穿戴設備模型的參數。

受力模擬步驟s3：為修正后的穿戴設備模型設置作用點。

根據佩戴信息，確定肢體活動范圍。

根據肢體外形數據和修正后的穿戴設備模型，按照肢體活動范圍，進行運動模擬，獲取每個作用點的受力值。

網格生成步驟s4：根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點。

根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格。

根據預設置的材料信息，計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量。

根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定目標網格類型。

打印參數確定步驟s5：根據目標網格類型和修正后的穿戴設備模型，生成打印參數，以便于進行3d打印。

由上述技術方案可知，本實施例提供的面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，能夠從掃描數據中提取肢體外形數據，構建穿戴設備模型，并結合患者的患病狀況和佩戴方式，修正穿戴設備模型的參數，保障穿戴設備與人體皮膚之間具有良好的貼合度，提高患者佩戴時的舒適程度。

同時，該方法還能夠進行受力模擬，根據受力分布狀況，在穿戴設備模型上設計網格，確定鏤空部分，以提高穿戴設備的透氣性，減輕穿戴設備自身的重量，也方便對病患處進行清洗、換藥和觀察，提高療效。并且，該方法還能夠將確定網格類型的穿戴設備模型，生成3d打印參數，以便于快速制作穿戴設備，確保穿戴設備的精度。

因此，本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計方法，能夠結合肢體外形數據，設計人體穿戴設備，減輕穿戴設備對人體的壓力和穿戴設備重量，提高穿戴設備與人體的貼合度，增強透氣性。

在實際應用過程中，為了提高肢體外形數據的準確性和處理效率，對掃描數據進行特征提取，獲取肢體外形數據時，掃描數據可以是紅外熱圖和視頻信息，該方法的具體實現過程如下：

根據視頻來獲取被檢測對象的性別和年齡。提取視頻信息中目標佩戴區域圖像，并對目標佩戴區域圖像進行檢測，獲取毛細血管充血變化規律和血流速度。根據視頻信息中確定的血流速度的相位差來獲取血壓的變化。通過對紅外熱圖進行分析處理得出被測人體的體溫數據。根據人體的體溫數據，確定被檢測對象的肢體中心區域。根據被檢測對象的毛細血管充血變化規律、血流速度和血壓，確定肢體中心區域的邊界線，形成肢體外形數據。在此，該方法通過處理紅外熱圖，確定肢體中心區域，并結合被檢測對象的血液流速、血壓變化等信息，確定邊界線，防止外界紅外輻射帶來的干擾，有助于快速、準確地計算肢體外形數據。

在實際應用過程中，本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計方法還可以處理紅外熱圖像，直接獲取肢體外形數據，具體實現過程如下：

對預先采集的多幀紅外熱圖像進行解碼、模數轉換，將模擬紅外熱圖像轉換成數字紅外熱圖像，并進行存儲。對多幀數字紅外熱圖像求平均，計算得出一幀目標紅外熱圖像。獲取目標紅外熱圖像中每個像素的紅色分量、綠色分量，以及藍色分量反色后的灰度圖。根據紅色分量、綠色分量，以及藍色分量反色后的灰度圖，分別生成紅色分量、綠色分量、藍色分量的直方圖。根據所生成的紅色分量、綠色分量、藍色分量的直方圖，采用大津法分別計算出紅色分量、綠色分量，以及藍色分量反色后的灰度圖的分割閾值。將紅色分量和藍色分量反色后的灰度圖的分割閾值進行比較，獲取藍色分量反色后的灰度圖的分割閾值中存在與紅色分量的灰度圖的分割閾值不相同的分割閾值。將不相同的分割閾值與綠色分量的灰度圖的分割閾值進行比較，當不相同分割閾值與綠色分量的灰度圖的分割閾值相匹配時，則保留不相同分割閾值，否則去除。以紅色分量的灰度圖的分割閾值，以及剩余的藍色分量反色后的灰度圖的分割閾值作為窗口，對紅外熱圖像進行輪廓提取并顯示。

在此，該方法通過對人體靜態的多幀圖像求平均的方法，可以有效減小誤差，突出有效信息，降低干擾，為后續的輪廓提取提供更為精確的圖像，由于人體溫度高于周圍環境的溫度，通過對圖像的直方圖統計，對人體的邊界計算閾值，通過閾值分割及紅色分量、綠色分量、藍色分量的分割閾值窗口提取方法實現人體的輪廓提取，得到人體的精確輪廓，處理過程簡潔、高效，易于操作。

為了進一步提高本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計方法的準確性，具體地，在網格類型設計方面，該方法的具體實現過程如下：

判斷設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量是否小于等于目標重量：若是，則將第一網格設置為目標網格類型；

若否，則根據當前質量和目標重量，調整壓力閾值，并檢驗調整后的壓力閾值是否超出預設的閾值范圍：若是，則生成提示信息，若否，則根據每個作用點的受力值和調整后的壓力閾值，確定第二鏤空點；根據網格生成算法和第二鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第二網格；根據預設置的材料信息，計算設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量，并判斷當前重量是否小于目標重量，若是，則將第一網格設置為目標網格類型，若否，則再次調正壓力閾值，直至設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量小于等于目標重量。在此，該方法采用多次迭代的方式，確定設計網格后的穿戴設備的重量，以使穿戴設備滿足重量要求，提高設備透氣性能。同時，該方法還能夠設置壓力閾值，并根據閾值范圍檢測壓力閾值，以使穿戴設備滿足強度要求，方便患者使用。

具體地，在設置壓力閾值和閾值范圍時，該方法的具體實現過程如下：根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點之前，該方法還能夠根據預設置的材料信息和每個作用點的受力值，確定壓力閾值和閾值范圍。在此，該方法能夠結合材料性能和每個作用點的受力狀況，確定壓力閾值和閾值范圍，以保證穿戴設備的強度要求，同時也為修正壓力閾值提供信息支持，有助于快速、準確地設計穿戴設備，滿足患者對于重量、貼合度和透氣性的需求。

具體地，在網格設計算法實現方面，該方法的具體實現過程如下：根據泰森多邊形生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格，網格生成算法包括泰森多邊形生成算法。在實際應用過程中，該方法可以根據第一鏤空點構建三角形，形成delaunay三角網，并確定每個三角形的圓心點，由每個三角形的圓心點構建凸多邊形。在此，該方法結合穿戴設備的受力分布，進行領域分析，以確定網格，既能夠保證穿戴設備的強度要求，又能夠提高穿戴設備的美觀程度。

為了進一步提高本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計方法的用戶體驗，具體地，該方法還能夠合成脈沖超聲波，以刺激軟骨，促進軟骨再生，其具體實現過程如下：在生成打印參數之后，該方法還能夠

按照預設波形參數，產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號，

將正弦波信號和脈沖寬度調制信號合成脈沖正弦波信號，

將脈沖正弦波信號轉換為脈沖超聲波，脈沖超聲波用于刺激受損肢體的軟骨，以促進軟骨再生，有助于提高患者的舒適程度，加快患者康復進度。在實際應用過程中，可以通過電感電容匹配電路將脈沖正弦波信號傳遞給超聲波換能器，進行能量轉換，輸出低強度脈沖超聲波。

其中，按照預設波形參數，產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號，具體實現過程如下：按照正弦波參數，產生1.5mhz的正弦波信號。

按照脈沖寬度調制參數，產生頻率為1khz、脈沖寬度為200μs且占空比為20％的脈沖寬度調制信號。在實際應用過程中，可以通過處理器產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號。

將正弦波信號和脈沖寬度調制信號合成脈沖正弦波信號，具體包括：按照預設的可變的電壓值調整增益放大倍率，并按照調整后的增益放大倍率放大正弦波信號，具體可以采用增益放大器進行增益放大處理；將增益放大后的正弦波信號進行功率放大處理，具體可以采用功率放大器進行功率放大處理；將功率放大后的正弦波信號與頻率為1khz、脈沖寬度為200μs且占空比為20％的脈沖寬度調制信號進行合成，形成信號頻率為1.5mhz的脈沖正弦波信號。在此，該方法通過設置正弦波信號的頻率和脈沖寬度調制信息的頻率、占空比等參數，以提高脈沖超聲波對軟骨的刺激程度，以促進損傷軟骨生長，也可以對老年人的膝關節軟骨進行刺激，進而延緩軟骨退化。

第二方面，本發明提供一種面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置，該裝置包括肢體外形數據獲取模塊1、穿戴設備模型構建模塊2、受力模擬模塊3、網格生成模塊4和打印參數確定模塊5，肢體外形數據獲取模塊1用于獲取用戶的掃描數據；對掃描數據進行特征提取，獲取肢體外形數據。穿戴設備模型構建模塊2用于根據預獲取的佩戴信息和肢體外形數據，構建穿戴設備模型；根據該用戶的患病狀況，確定穿戴設備與人體皮膚的間隙值；按照間隙值，修正穿戴設備模型的參數。受力模擬模塊3用于為修正后的穿戴設備模型設置作用點；根據佩戴信息，確定肢體活動范圍；根據肢體外形數據和修正后的穿戴設備模型，按照肢體活動范圍，進行運動模擬，獲取每個作用點的受力值。網格生成模塊4用于根據每個作用點的受力值和壓力閾值，確定第一鏤空點；根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格；根據預設置的材料信息，計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量；根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定目標網格類型。打印參數確定模塊5用于根據目標網格類型和修正后的穿戴設備模型，生成打印參數。

由上述技術方案可知，本實施例提供的面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置，能夠從掃描數據中提取肢體外形數據，構建穿戴設備模型，并結合患者的患病狀況和佩戴方式，修正穿戴設備模型的參數，保障穿戴設備與人體皮膚之間具有良好的貼合度，提高患者佩戴時的舒適程度。

同時，該裝置還能夠進行受力模擬，根據受力分布狀況，在穿戴設備模型上設計網格，確定鏤空部分，以提高穿戴設備的透氣性，減輕穿戴設備自身的重量，也方便對病患處進行清洗、換藥和觀察。并且，該裝置還能夠將確定網格類型的穿戴設備模型，生成3d打印參數，以便于快速制作穿戴設備，確保穿戴設備的精度。

因此，本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置，能夠結合肢體外形數據，設計人體穿戴設備，減輕穿戴設備對人體的壓力和穿戴設備重量，提高穿戴設備與人體的貼合度，增強透氣性。

為了進一步提高本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置的準確性，具體地，網格生成模塊4在根據計算設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量和目標重量，確定網格類型時，具體用于：判斷設計第一網格后的穿戴設備模型的當前重量是否小于等于目標重量：若是，則將第一網格設置為目標網格類型；若否，則根據當前質量和目標重量，調整壓力閾值，并檢驗調整后的壓力閾值是否超出預設的閾值范圍：若是，則生成提示信息，若否，則根據每個作用點的受力值和調整后的壓力閾值，確定第二鏤空點；根據網格生成算法和第二鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第二網格；根據預設置的材料信息，計算設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量，并判斷當前重量是否小于目標重量，若是，則將第一網格設置為目標網格類型，若否，則再次調正壓力閾值，直至設計第二網格后的穿戴設備模型的當前重量小于等于目標重量。在此，該網格生成模塊4采用多次迭代的方式，確定設計網格后的穿戴設備的重量，以使穿戴設備滿足重量要求，提高設備透氣性能。同時，該網格生成模塊4還能夠設置壓力閾值，并根據閾值范圍檢測壓力閾值，以使穿戴設備滿足強度要求，方便患者使用。

并且，該裝置還包括閾值設置模塊，閾值設置模塊用于根據預設置的材料信息和每個作用點的受力值，確定壓力閾值和閾值范圍。在此，該閾值設置模塊能夠結合材料性能和每個作用點的受力狀況，確定壓力閾值和閾值范圍，以保證穿戴設備的強度要求，同時也為修正壓力閾值提供信息支持，有助于快速、準確地設計穿戴設備，滿足患者對于重量、貼合度和透氣性的需求。

具體地，在網格設計算法實現方面，網格生成模塊4在根據網格生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格時，具體用于：根據泰森多邊形生成算法和第一鏤空點，在修正后的穿戴設備模型上設計第一網格，網格生成算法包括泰森多邊形生成算法。在此，該網格生成模塊4結合穿戴設備的受力分布，進行領域分析，以確定網格，既能夠保證穿戴設備的強度要求，又能夠提高穿戴設備的美觀程度。

為了進一步提高本實施例面向3d打印的人體穿戴設備設計裝置的用戶體驗，具體地，該裝置還包括脈沖超聲波生成模塊，脈沖超聲波生成模塊用于按照預設波形參數，產生正弦波信號和脈沖寬度調制信號；將正弦波信號和脈沖寬度調制信號合成脈沖正弦波信號；將脈沖正弦波信號轉換為脈沖超聲波，脈沖超聲波用于刺激受損肢體的軟骨。在此，脈沖超聲波生成模塊能夠合成脈沖超聲波，以刺激軟骨，促進軟骨再生，有助于提高患者的舒適程度，加快患者康復進度。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。