[發明專利]一種中醫推拿機器人控制系統

無效

• 申請號: 201010240779.6
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101884585A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 魯守銀;王濤;高煥兵;劉存根;劉紹彤;貝太學;譚林
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: A61H7/00
• 分類號: A61H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機器人控制系統，具體涉及針對人體穴位的精確定位與跟蹤和實現多種推拿手法的中醫推拿機器人控制系統。

背景技術

中醫推拿又稱按摩，是一種物理治療方法。它以中醫理論特別是經絡理論為指導，強調人體體表通過經絡、穴位與內臟之間存在著有機的內在聯系——內臟有病可以通過經絡反映到體表。中醫推拿治療是我國傷科治療的一顆奇葩，有著悠久的歷史。但時至今日，各大醫院的臨床治療仍由有經驗的按摩師人工進行，它是一項異常繁重的體力勞動，一個療程需要按摩師付出巨大體力。另外，推拿的療效與按摩師的水平經驗密切相關(施力的大小、方向、位置、頻率等對治療效果影響很大)。

隨著機器人技術的發展，它在醫療領域的應用越來越廣泛，已被應用于醫療床、外科手術、醫療康復等方面，但在中醫推拿方面的應用還很少見。中華人民共和國國家知識產權局2009年05月27日公開的殷寶良申請的專利“按摩機器人”，申請號200820118938.3，公開號為CN20104171，該技術方案提供了一種模擬民間按摩師從上向下點圓或劃圓按摩的按摩機器人，其機器臂下端用桿端軸承作為杠桿按摩臂的支點，按摩指在減速電機的轉動下只能作循環往復的點圓或劃圓按摩運動，還很難達到中醫推拿治療的效果。如今，市場上也出現了一些類似模擬推拿手法的儀器，但這些儀器模擬手法單一，只能起到放松、保健、緩解及消除疲勞的作用，往往達不到治療疾病的目的。

因此，需開發中醫推拿機器人控制系統和控制方法以實現中醫推拿的自動化和智能化要求，使其能夠按照治療方案，對患者有關穴位利用相應推拿手法進行治療，以達到減輕患者病痛，提高免疫力的效果。

發明內容

本發明的目的是克服上述缺陷，綜合考慮中醫推拿手法和機械臂、機器視覺定位系統、推拿調節平臺、主手示教裝置等模塊的特點，設計出一種能完成“按”、“揉”、“推”、“振”、“叩擊”、“捏拿”等典型中醫推拿手法的機器人控制系統。實現機械臂推拿調節平臺、視覺定位系統、主手示教裝置的協調控制、以及各模塊并行處理的功能。

為達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種中醫推拿機器人控制系統，其所控制的機器人系統包括推拿調節平臺、五自由度機械臂、四自由度的推拿按摩手。其中，機械臂包括腰部、肩部、上臂、前臂和腕部及連接各部分的關節組成，各關節動作由伺服電機驅動；推拿按摩手包括掌心、手背、拇指和排指四部分，各部分由普通直流電機驅動。

所述的控制系統包括主控計算機系統、多軸運動控制器、CCD攝像機和嵌入式圖像處理系統、主手示教裝置、心率檢測裝置、血壓檢測裝置、壓力傳感器、限位開關、伺服電機及其驅動器、普通直流電機及其驅動器、急停開關和控制柜等。其中，

主控計算機系統包括顯示器、鼠標、鍵盤、主機和軟件系統；

控制柜面板裝有急停開關、電源開關、上電指示燈、工作指示燈和報警指示燈，柜內裝有電源模塊、伺服電機驅動器、直流電機驅動器、運動控制器和嵌入式圖像處理系統；

CCD攝像機安裝在推拿調節平臺上方，通過PAL視頻線與嵌入式圖像處理系統連接，嵌入式圖像處理系統將圖像處理結果通過CAN總線上傳至主控計算機系統；

主控計算機系統通過CAN總線和運動控制器連接，運動控制器與伺服電機驅動器和伺服電機驅動器電連接，運動控制器將伺服電機運動指令下發至伺服電機驅動器，控制伺服電機動作，運動控制器將直流電機運動指令下發至伺服電機驅動器直流電機驅動器，控制直流電機動作；

主手示教裝置包括五自由度的操作手柄、左右臂切換開關、單片機系統和CAN總線轉換模塊等，通過CAN總線與主控計算機系統通信；

血壓檢測模塊通過CAN總線將患者血壓信號實時上傳到主控計算機系統，心率檢測模塊通過CAN總線將患者心率信號實時上傳到主控計算機系統；

壓力傳感器有多個，分別安裝于機械臂碗部及推拿手的拇指、掌心、腕部和排指等處，直接與運動控制器電連接；

限位開關分別安裝在機械臂和推拿按摩手各關節處的起始位和停止位，直接與運動控制器電連接。

所述的控制系統，其所控制的兩個機械臂和推拿按摩手可以同時動作、協調工作，也可各個機械臂及推拿按摩手單獨運行。

所述的控制系統，在推拿過程中，可選取患者某幾個關鍵穴位貼上便于機器人視覺識別的標識，視覺定位系統可實時測量所標識穴位的坐標變化量，然后主控系統根據這些帶標識的穴位的變化量以及帶標識的學位和其他需推拿的穴位之間的相對坐標關系，推到出所有需推拿的穴位的坐標變化量，然后視覺定位系統將此結果實時上傳給主控計算機系統，從而控制機械臂跟蹤穴位的變化。