[發明專利]一種推拿機器人執行機構

有效

• 申請號: 201010220907.0
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101889939A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 馬履中;陳修祥;尹小琴;許永根;吳偉光;楊啟志
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A61H7/00
• 分類號: A61H7/00;A61H23/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及醫療機械領域，特指一類利用具有兩平移的導軌上串聯五自由度的機械臂再串聯一平移一轉動的兩自由度并聯機構及曲柄搖桿機構加三維力傳感器及控制系統組成的機器人，可用于中醫推拿醫療中，如面向老年人腰腿疼痛的推拿或按摩，屬于空間并聯機器人與曲柄搖桿機構串聯全解耦運動的機構及中醫醫療設備現代化的研究領域。

背景技術

1999年我國進入國際公認的老齡化社會，60歲以上老年人口占全國總人口的10％，截至2008年底，全國老年人口已經增至1.69億，，目前我國人口老齡化呈持續加劇之勢。因此老年人口的醫療和保健成為我國面臨的重大社會服務問題。目前，老年退行性疾病和慢性疾病帶來的各種疼痛已成為困擾老年人的主要病痛之一，且以老年腰腿疼痛最為普遍和嚴重。中醫推拿一直是緩解和治療各種慢性疼痛的最為有效的手段。但時至今日，各大醫院的臨床治療仍由少部分有經驗的按摩師人工進行，按摩效果的影響因素(如按摩的位置、力量及其變化、手法運用、患者心理調節等)無法用語言準確、定量地進行描述，從而影響了按摩手法的積極推廣。因此研究和發明按摩機器人以代替按摩師的人工勞動具有現實意義和實用價值。

并聯機構具有高精度、高剛度和高承載力等優點而成為人們的研究熱點，并被廣泛應用于微動機器人、工業機器人、并聯機床等多個領域。因此利用現代機械、計算機、機電一體化技術研究一種能滿足多種空間推拿運動手法需要的機器人是一種既可行又具有巨大市場潛力的好的研究方向。與本申請最接近的專利有發明人本人申請的已獲發明授權的兩項專利。專利號ZL03132071.6，名稱一類新型中醫傷科醫用推拿機器人，該專利的主要執行機構為4-SPS，1-5R形式或4-SPS，1-8R或4-SPS，1-4R1P形式組成的機構，該機構剛度高，動態特性好，轉動自由度有很高的靈活性，動作靈敏迅速，可很好的滿足推拿操作特性要求。專利號ZL200510094463.X，名稱一類新型串并聯中醫推拿機器人，該專利的主要機構為2-PRR⊥R，1-RUU所組成，該機構剛度高，轉動靈活性高，解耦性好，容易實現實時控制。

發明內容

本發明的主要目的是從中醫推拿手法的運動學和動力學要求出發，結合串聯機構和并聯機構的特點，提供一種能完成中醫推拿的五種主流手法(滾法、按法、揉法、振法、拍法)的串并聯機器人用于面向老年人腰腿疼痛的中醫推拿機器人。其主體機構由具有兩平移的導軌上串聯五自由度的機械臂再串聯一平移一轉動的兩自由度并聯機構及曲柄搖桿機構共同構成。

本發明采用的技術方案是：

具有兩平移的導軌配合五自由度的機械臂可實現對按摩位置的準確定位。其中兩平移的導軌，可實現平面內兩個相互垂直方向的平移運動。

一平移一轉動的兩自由度空間并聯機構，由固定平臺、動平臺和連接動平臺、固定平臺的四條支鏈組成。其中兩條為同種結構的主動支鏈，采用移動副-轉動副-轉動副組成的單開鏈；另兩條為同種結構的輔助支鏈，采用移動副-轉動副組成的單開鏈，且兩條輔助支鏈中的轉動副軸線必須布置在同一條直線上。并聯機構主動支鏈中的移動副由直線電機驅動實現。曲柄搖桿機構垂直安裝在并聯機構的動平臺上，三維力傳感器固定于曲柄搖桿機構中連桿中點位置并配置“按摩手”固結于三維力傳感器輸出軸，由伺服電機驅動曲柄。