[发明专利]一种中医推拿机器人控制系统无效
申请号: | 201010240779.6 | 申请日: | 2010-07-30 |
公开(公告)号: | CN101884585A | 公开(公告)日: | 2010-11-17 |
发明(设计)人: | 鲁守银;王涛;高焕兵;刘存根;刘绍彤;贝太学;谭林 | 申请(专利权)人: | 山东建筑大学 |
主分类号: | A61H7/00 | 分类号: | A61H7/00 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 250101 山东省*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 中医 推拿 机器人 控制系统 | ||
技术领域
本发明涉及一种机器人控制系统,具体涉及针对人体穴位的精确定位与跟踪和实现多种推拿手法的中医推拿机器人控制系统。
背景技术
中医推拿又称按摩,是一种物理治疗方法。它以中医理论特别是经络理论为指导,强调人体体表通过经络、穴位与内脏之间存在着有机的内在联系——内脏有病可以通过经络反映到体表。中医推拿治疗是我国伤科治疗的一颗奇葩,有着悠久的历史。但时至今日,各大医院的临床治疗仍由有经验的按摩师人工进行,它是一项异常繁重的体力劳动,一个疗程需要按摩师付出巨大体力。另外,推拿的疗效与按摩师的水平经验密切相关(施力的大小、方向、位置、频率等对治疗效果影响很大)。
随着机器人技术的发展,它在医疗领域的应用越来越广泛,已被应用于医疗床、外科手术、医疗康复等方面,但在中医推拿方面的应用还很少见。中华人民共和国国家知识产权局2009年05月27日公开的殷宝良申请的专利“按摩机器人”,申请号200820118938.3,公开号为CN20104171,该技术方案提供了一种模拟民间按摩师从上向下点圆或划圆按摩的按摩机器人,其机器臂下端用杆端轴承作为杠杆按摩臂的支点,按摩指在减速电机的转动下只能作循环往复的点圆或划圆按摩运动,还很难达到中医推拿治疗的效果。如今,市场上也出现了一些类似模拟推拿手法的仪器,但这些仪器模拟手法单一,只能起到放松、保健、缓解及消除疲劳的作用,往往达不到治疗疾病的目的。
因此,需开发中医推拿机器人控制系统和控制方法以实现中医推拿的自动化和智能化要求,使其能够按照治疗方案,对患者有关穴位利用相应推拿手法进行治疗,以达到减轻患者病痛,提高免疫力的效果。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷,综合考虑中医推拿手法和机械臂、机器视觉定位系统、推拿调节平台、主手示教装置等模块的特点,设计出一种能完成“按”、“揉”、“推”、“振”、“叩击”、“捏拿”等典型中医推拿手法的机器人控制系统。实现机械臂推拿调节平台、视觉定位系统、主手示教装置的协调控制、以及各模块并行处理的功能。
为达到上述目的,本发明的技术方案是提供一种中医推拿机器人控制系统,其所控制的机器人系统包括推拿调节平台、五自由度机械臂、四自由度的推拿按摩手。其中,机械臂包括腰部、肩部、上臂、前臂和腕部及连接各部分的关节组成,各关节动作由伺服电机驱动;推拿按摩手包括掌心、手背、拇指和排指四部分,各部分由普通直流电机驱动。
所述的控制系统包括主控计算机系统、多轴运动控制器、CCD摄像机和嵌入式图像处理系统、主手示教装置、心率检测装置、血压检测装置、压力传感器、限位开关、伺服电机及其驱动器、普通直流电机及其驱动器、急停开关和控制柜等。其中,
主控计算机系统包括显示器、鼠标、键盘、主机和软件系统;
控制柜面板装有急停开关、电源开关、上电指示灯、工作指示灯和报警指示灯,柜内装有电源模块、伺服电机驱动器、直流电机驱动器、运动控制器和嵌入式图像处理系统;
CCD摄像机安装在推拿调节平台上方,通过PAL视频线与嵌入式图像处理系统连接,嵌入式图像处理系统将图像处理结果通过CAN总线上传至主控计算机系统;
主控计算机系统通过CAN总线和运动控制器连接,运动控制器与伺服电机驱动器和伺服电机驱动器电连接,运动控制器将伺服电机运动指令下发至伺服电机驱动器,控制伺服电机动作,运动控制器将直流电机运动指令下发至伺服电机驱动器直流电机驱动器,控制直流电机动作;
主手示教装置包括五自由度的操作手柄、左右臂切换开关、单片机系统和CAN总线转换模块等,通过CAN总线与主控计算机系统通信;
血压检测模块通过CAN总线将患者血压信号实时上传到主控计算机系统,心率检测模块通过CAN总线将患者心率信号实时上传到主控计算机系统;
压力传感器有多个,分别安装于机械臂碗部及推拿手的拇指、掌心、腕部和排指等处,直接与运动控制器电连接;
限位开关分别安装在机械臂和推拿按摩手各关节处的起始位和停止位,直接与运动控制器电连接。
所述的控制系统,其所控制的两个机械臂和推拿按摩手可以同时动作、协调工作,也可各个机械臂及推拿按摩手单独运行。
所述的控制系统,在推拿过程中,可选取患者某几个关键穴位贴上便于机器人视觉识别的标识,视觉定位系统可实时测量所标识穴位的坐标变化量,然后主控系统根据这些带标识的穴位的变化量以及带标识的学位和其他需推拿的穴位之间的相对坐标关系,推到出所有需推拿的穴位的坐标变化量,然后视觉定位系统将此结果实时上传给主控计算机系统,从而控制机械臂跟踪穴位的变化。
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