簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 劉書豪
Liu, Shu-hao
論文名稱: 無控制點的內插函數應用於殘肢曲面模型編修
Using an Interpolation Function without Control Points to Modify the Surface Model of Residual Limbs
指導教授: 許來興
Hsu, Lai-hsing
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 68
中文關鍵詞: 殘肢受壓區/非受壓區點資料前置處理殘肢曲面編修
外文關鍵詞: Prosthetic Socket, Residual Limb, Rapid Prototype, CAD/CAM
相關次數: 點閱:159下載:1
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 傳統義肢承筒的製作方式是由義肢師以手工製作,需仰賴義肢師的經驗與技術,對截肢患者的殘肢進行石膏取模與修改,且製作義肢承筒的技巧不易教導。本研究利用逆向工程技術與CAD軟體,將義肢承筒製作以電腦輔助設計改善義肢製作的程序。
    一般商用CAD軟體中編修曲面多以控制點的方式,但由於控制點並非曲面上的一點,使用者無法直接指定最大編修量,且編修時無法明確限定編修範圍,導致使用時可能需對多個控制點逐一調整,本研究提出一個數學式並以此為基礎,讓使用者可以用輸入參數的方式進行曲面編修。
    本研究中藉由C++程式語言與OpenGL函式發展殘肢曲面模型編修的輔助界面,此輔助界面可匯入CCD雷射掃描儀器取得的殘肢曲面點資料數據,並在電腦畫面上重現此殘肢曲面,使用者可指定曲面上要進行編修的區域與最大編修量,編修後輸出新的點資料,作為在CAD軟體中疊層拉伸(loft)的依據。疊層拉伸後的曲面模型以電腦檔案儲存以提供後續CAE/CAM或RP(Rapid Prototyping)來製作義肢承筒。

    Traditional manufacturing procedure of prosthetic sockets depends on the manual techniques and experiences of prosthetists because prosthetic sockets are made by hands, and the techniques of prosthetic socket manufacturing are hard to be taught. Reverse engineering technology and CAD software are used to improve manufacturing procedure of prosthetic sockets.
    General commercialized CAD software modifies surfaces by control points. As a result , users cannot input a maximum quantity of modification directly and designate the area definitely to modify, so users have to regulate many control points one by one. An equation is proposed in this research, and users can modify surfaces by inputting parameters with the equation.
    In this research, a prototype system for stump surface modification using C++ and OpenGL has been developed. The point data of stump surfaces acquired by the CCD laser scanner can be imported into the program and displayed on the screen. Users can designate the areas and quantities to modify surfaces, and export new point data which will be use to loft surfaces in CAD software. The modified model of stump surfaces can be saved in a computer for the use of CAE/CAM or RP(Rapid Prototyping).

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2文獻回顧 2 1.3研究目的 3 1.4論文架構 3 第二章 義肢承筒設計與逆向工程 5 2.1 逆向工程 5 2.2義肢承筒 6 2.2.1義肢承筒的設計與製造 7 2.2.2殘肢曲面修改 9 第三章 殘肢曲面模型建構 12 3.1殘肢曲面的建立 12 3.2應用於本研究之逆向工程技術 13 3.2.1利用CCD雷射掃描系統取得點資料 14 3.2.2點資料的處理方法 14 第四章 殘肢曲面編修 21 4.1使用OpenGL的基本概念 22 4.2讀入點資料 24 4.3選擇編修區域形狀 25 4.4選取編修區域位置 27 4.5編修方向 28 4.6編修量的平滑分佈 31 4.7曲面編修程式的操作 35 4.8編修量誤差分析 41 第五章 案例研究 45 5.1點資料編修前的處理 45 5.2以點資料進行曲面編修 49 5.3點資料編修後的處理 58 第六章 結果與討論 61 6.1結論 61 6.2未來展望 62 參考文獻 65 自述 68

    [Bowk92] Bowker, J. H. and Michael, J. W., Atlas of Limb Prosthetics:Surgical, Prosthetic, and Rehabilitation Principles, 2nd Ed., Mosby-Year Book, 1992.
    [Chiv95] Chivate, P.N. and Jablookow, A.G., "Review of surface representation and fitting for reverse engineering", Computer Integrated Manufacturing System, Vol8, No.3, 1995.
    [Kapp92] Kapp, S., Cummings, D., “Chapter 18B: Prosthetic Management”, Atlas of Limb Prosthetics: Surgical, Prosthetic, and Rehabilitation Principles, 2nd edition. (Edit by Bowker, J. H. and Michael, J. W), Mosby-Year Book, 1992.
    [Shur90] Shurr, D.G. and Cook, T.M., Prosthetic and Orthotics. American Prosthetics Inc. 1990.
    [Vann97] Vannier, M. W., Commean, P. K., Brunsden, B. S., and Smith, K.E., “Visualization of prosthesis fit in lower-limb amputees”, IEEE:Computer Graph and Application, Vol. 17, No. 5, pp.16-29, 1997.
    [Vara97] Varady, T., Martin, R. R. and Cox, J., “Reverse engineering of geometric models-an introduction”, Computer-Aided Design, Vol.29,No. 4, pp. 255-268, 1997.
    [CATI02] 尤春風,CATIA V5使用手冊,知城數位,2002。
    [余06] 余亦昌,應用CAD軟體API輔助膝下殘肢曲面
    之建模與編修,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2006
    [吳04] 吳新逸,空間中具曲率連續的B-Spline封閉曲線建構,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2004。
    [徐00] 徐富美,建立殘肢CAD模型之自動化,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2000。
    [許01] 許茹宜,殘肢CAD曲面模型之形狀變更,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2001。
    [張98] 張寶基,“肢截肢病患之復健治療”,臨床醫學,Vol. 42,pp.194~205,1998。
    [黃03] 黃健,拘束邊界之曲面多樣化編修應用於義肢承筒數位化設計,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2003。
    [奧83] 奧托.博克,組件式小腿假肢技術資料,1983。
    [楊06] 楊沛霖,膝下殘肢之受壓區與非受壓區與義肢承筒介面壓力之研究,國立成功大學機械工程系,博士論文,2006。
    [熊02] 熊大鈞,曲面偏置方法應用於殘肢受壓區與非受壓區之形狀修改,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2002。
    [簡02] 簡志緯,殘肢曲面模型形狀變更自動化系統設計,國立成功大學機械工程系,碩士論文,2002。
    [歐01] 歐漢榮,截肢掃描點之受壓區及非受壓區邊界之辨識,國立成功大學醫學工程系,碩士論文,2001。
    [澤85] 澤村誠志著,蕭英宏譯,截肢義肢學,高雄縣私立樹人醫事職業學校復健技術科教學委員會編印,1985。
    [賴98] 賴景義、翁文德,“逆向工程技術在CAD模型重建之應用”,機械工業雜誌,pp.211-220,1998。

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2007-08-21公開
    QR CODE