[发明专利]一种推拿机器人执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及医疗机械领域，特指一类利用具有两平移的导轨上串联五自由度的机械臂再串联一平移一转动的两自由度并联机构及曲柄摇杆机构加三维力传感器及控制系统组成的机器人，可用于中医推拿医疗中，如面向老年人腰腿疼痛的推拿或按摩，属于空间并联机器人与曲柄摇杆机构串联全解耦运动的机构及中医医疗设备现代化的研究领域。

背景技术

1999年我国进入国际公认的老龄化社会，60岁以上老年人口占全国总人口的10％，截至2008年底，全国老年人口已经增至1.69亿，，目前我国人口老龄化呈持续加剧之势。因此老年人口的医疗和保健成为我国面临的重大社会服务问题。目前，老年退行性疾病和慢性疾病带来的各种疼痛已成为困扰老年人的主要病痛之一，且以老年腰腿疼痛最为普遍和严重。中医推拿一直是缓解和治疗各种慢性疼痛的最为有效的手段。但时至今日，各大医院的临床治疗仍由少部分有经验的按摩师人工进行，按摩效果的影响因素(如按摩的位置、力量及其变化、手法运用、患者心理调节等)无法用语言准确、定量地进行描述，从而影响了按摩手法的积极推广。因此研究和发明按摩机器人以代替按摩师的人工劳动具有现实意义和实用价值。

并联机构具有高精度、高刚度和高承载力等优点而成为人们的研究热点，并被广泛应用于微动机器人、工业机器人、并联机床等多个领域。因此利用现代机械、计算机、机电一体化技术研究一种能满足多种空间推拿运动手法需要的机器人是一种既可行又具有巨大市场潜力的好的研究方向。与本申请最接近的专利有发明人本人申请的已获发明授权的两项专利。专利号ZL03132071.6，名称一类新型中医伤科医用推拿机器人，该专利的主要执行机构为4-SPS，1-5R形式或4-SPS，1-8R或4-SPS，1-4R1P形式组成的机构，该机构刚度高，动态特性好，转动自由度有很高的灵活性，动作灵敏迅速，可很好的满足推拿操作特性要求。专利号ZL200510094463.X，名称一类新型串并联中医推拿机器人，该专利的主要机构为2-PRR⊥R，1-RUU所组成，该机构刚度高，转动灵活性高，解耦性好，容易实现实时控制。

发明内容

本发明的主要目的是从中医推拿手法的运动学和动力学要求出发，结合串联机构和并联机构的特点，提供一种能完成中医推拿的五种主流手法(滚法、按法、揉法、振法、拍法)的串并联机器人用于面向老年人腰腿疼痛的中医推拿机器人。其主体机构由具有两平移的导轨上串联五自由度的机械臂再串联一平移一转动的两自由度并联机构及曲柄摇杆机构共同构成。

本发明采用的技术方案是：

具有两平移的导轨配合五自由度的机械臂可实现对按摩位置的准确定位。其中两平移的导轨，可实现平面内两个相互垂直方向的平移运动。

一平移一转动的两自由度空间并联机构，由固定平台、动平台和连接动平台、固定平台的四条支链组成。其中两条为同种结构的主动支链，采用移动副-转动副-转动副组成的单开链；另两条为同种结构的辅助支链，采用移动副-转动副组成的单开链，且两条辅助支链中的转动副轴线必须布置在同一条直线上。并联机构主动支链中的移动副由直线电机驱动实现。曲柄摇杆机构垂直安装在并联机构的动平台上，三维力传感器固定于曲柄摇杆机构中连杆中点位置并配置“按摩手”固结于三维力传感器输出轴，由伺服电机驱动曲柄。