[实用新型]基于柔性驱动的集成式仿生按摩机器人

说明书

本实用新型涉及一种基于柔性驱动的集成式仿生按摩机器人，属于柔性驱动和仿生机械领域。该机器人由仿生按摩肘单元、仿生按摩手单元、红外检测单元、传动单元、控制单元和支承底座组成。基于气动人工肌肉的的仿生按摩肘单元与仿生按摩手单元能够模拟手部、肘部的摩、按、揉、捏等按摩动作。另外，集成于仿生按摩手单元、仿生按摩肘单元中的柔性传感器能够测量按摩区域组织硬度，控制单元能够据此针对指定按摩动作选择相应的按摩力度。本实用新型功能集成度高、刚柔耦合性能优异、结构紧凑，能够为按摩质量提供有效表征手段及评价机制，并进一步提升按摩效果，在家庭服务机器人、医疗康复等领域具有重要应用价值。

技术领域

本实用新型涉及柔性驱动和仿生机械技术领域，特别涉及一种基于柔性驱动的集成式仿生按摩机器人。本实用新型能够对按摩区域生理状态进行多层次检测并实施针对性的人体按摩，对优化按摩效果、建立效果评价与监测机制、缓解按摩师工作压力具有重要意义。为揭示按摩机理和疗效影响规律提供了有效实验手段。

背景技术

按摩是一种通过“手法”所产生的外力作用于人体特定部位的软组织、筋膜、韧带，以软化人体组织、改善血液循环，达到理疗目的的方法。随着医疗技术的发展，中医按摩技术在临床实践中得到了越来越广泛的应用。目前临床应用上仍以人工推拿为主，按摩过程中，按摩师需要根据患者具体的病情，运用不同的手法技巧一一如施力的位置、大小、方向、频率等，才能达到理想的疗效。所以中医按摩对按摩师的要求较高，需要按摩师投入大量精力与体力，而且目前多地按摩师的数量无法满足医患需求。因此，研发一种能够缓解按摩师工作压力、提高按摩效率、提升按摩效果的辅助智能化按摩机器人显得尤为必要。

一个完备的集成式仿生按摩机器人必须具有足够的灵巧性和智能性，其涉及到生物工程、微机电系统、仿生学和智能控制等多个领域，是一项多学科跨度的复杂工程。应当采用体积小、结构紧凑的新型柔性驱动器进行驱动，以提升按摩机构的灵巧性。另外，采用热成像单元、近红外血管成像单元作为非接触式检测模块，从而能够在对人体组织影响尽可能小的情况下检测生理信息。同时，采用体积小、安装方便、对人体组织影响小、易集成的新型柔性传感器作为感知单元，可显著提升按摩手智能化程度。但就目前情况来看，市场上出现的仪器多是近似模拟按摩手法的器械，如各种品牌的按摩器和按摩椅，其手法单一，只能起到保健、放松和缓解疲劳的作用，对治疗疾病的效果不明显。而国内学者关于基于新型并联柔性驱动器以及近红外血管成像的研究还处于初级阶段，研究主要集中于驱动器及成像装置的结构设计和理论建模。沈永根提出一种姿势可调型医疗手臂按摩机器人；程岚提出一种肩宽可调式医疗手臂按摩机器人；陆相龙提出一种按摩椅的新型按摩机械手。但他们所设计的按摩机械手按摩功能单一，多数为开环控制，普遍采用刚性驱动及传动机构，柔性欠佳，且没有考虑如何将检测、传感等模块集成于机构，不能满足日益增长的按摩智能化要求。

综上，开发能够检测按摩区域生理状态并实时针对性按摩，且能对按摩动作和力度进行闭环控制的集成式按摩机器人，是十分必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于柔性驱动的集成式仿生按摩机器人，解决现有按摩机械手按摩功能单一、柔性不足、缺乏针对性、难以对按摩进行智能控制等问题。本实用新型由仿生按摩肘单元、仿生按摩手单元、红外检测单元、传动单元、控制单元和支承底座组成。红外检测单元检测按摩区域生理信息并反馈给控制单元，由控制单元决策选择针对性的疗法并驱动仿生按摩肘单元与仿生按摩手单元，从而使机器人实现相应的按摩动作，与此同时，通过多种柔性传感器对按摩力度、组织硬度等信息的测量与反馈，实现对按摩力度的预测及控制。本实用新型是一种能够实现多样化按摩以及按摩效果反馈的高度集成装置，为人体按摩效果提供有效表征手段及评价机制，也为揭示中医按摩机理和疗效影响规律提供了有效实验途径。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：