[發(fā)明專利]針刺手法高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510026486.0
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104606045B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 魏熙樂;石丁天;于海濤;王江;鄧斌;陳穎源
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61H39/08
• 分類號: A61H39/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 呂志英

1.一種針刺手法高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征是：該系統(tǒng)包括有相互連通的上位機(1)、運動控制單元(2)、多組機械裝置(3)、多組實驗對象(4)；

所述的上位機(1)通過網口與運動控制單元(2)中的運動控制卡(12)進行通信，采用VS(Visual?Studio)開發(fā)圖形化界面記錄運動控制單元(2)的實時信息，上位機(1)軟件系統(tǒng)加載運動控制卡(12)配套的動態(tài)鏈接庫，進行數(shù)據(jù)的傳輸和運動程序的下載；

所述的運動控制單元(2)包括運動控制卡(12)、伺服驅動器(13)、伺服電機(14)、針刺針(15)、編碼器(16),所述運動控制卡(12)配有脈沖信號輸出接口和編碼器信號輸入接口，所述的伺服驅動器(13)包含脈沖信號輸入接口、編碼器信號輸出接口和編碼器信號輸入接口，運動控制卡(12)的脈沖信號輸出接口與伺服驅動器(13)的脈沖信號輸入接口直接相連，用于給定伺服驅動器(13)工作在位置模式下的運動位移和運動速度，伺服驅動器(13)的編碼器信號輸出接口與運動控制卡(12)的編碼器信號輸入接口直接相連，伺服驅動器(13)通過電纜連接伺服電機(14)，編碼器(16)安裝在伺服電機(14)上，編碼器(16)的脈沖輸出信號與伺服驅動器(13)的編碼器信號輸入接口相連接，通過所述的上位機(1)編寫運動程序，作為給定運動軌跡(10)下載到運動控制卡(12)內，運動控制卡(12)根據(jù)由上位機(1)載入的給定運動軌跡(10)和編碼器(16)的實時反饋，輸出電信號到伺服驅動器(13)和伺服電機(14)，構成運動控制系統(tǒng)的外閉環(huán)，伺服驅動器(13)比較運動控制卡(12)的輸出信號和編碼器(16)的實時反饋信號，控制針刺針(15)按照給定運動軌跡(10)運行，構成運動控制系統(tǒng)的內閉環(huán)，運動控制單元(2)的內外閉環(huán)均采用PID控制算法；

所述的多組機械裝置(3)中每組機械裝置包括用于實現(xiàn)垂直方向上下運動的伺服電機(17)和用于實現(xiàn)水平方向旋轉運動的伺服電機(18)、編碼器(16)、聯(lián)軸器(19)，滾珠絲杠(20)、滑臺(21)、懸臂(22)、支架(23)、滑動裝置(24)、針刺針(15)、底座(26)，所述支架(23)固定在底座(26)上，用于實現(xiàn)垂直方向運動的伺服電機(17)固定在支架(23)上，并通過聯(lián)軸器(19)與滾珠絲杠(20)連接，滑臺(21)安裝在滾珠絲杠(20)上，伺服電機(12)水平方向做旋轉運動時帶動滾珠絲杠(20)，從而帶動滑臺(21)連帶懸臂(22)做垂直方向的運動，用于實現(xiàn)水平方向旋轉運動的伺服電機(18)固定在懸臂(22)上，通過聯(lián)軸器直接帶動針刺針(15)進行水平方向的旋轉運動；通過滑動裝置(24)手動調節(jié)電機(18)在水平方向的位置，同時利用運動控制單元(2)調節(jié)懸臂(22)在垂直方向的位置，使針刺針(15)最終固定在實驗對象(25)的正上方。

2.根據(jù)權利要求1所述的針刺手法的高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征是:所述上位機(1)提供三種方式設置給定運動軌跡(10)：第一種方式是通過上位機(1)的參數(shù)設置模塊(5)設置幅值、頻率、刺激時間長度、上升時間、下降時間特征指標確定預期運動軌跡；第二種方式是通過網口下載上位機(1)指定的專家數(shù)據(jù)(8)作為下位機的給定運動軌跡(10)，該專家數(shù)據(jù)(8)選用預先采集的專業(yè)針灸人士的標準針刺手法數(shù)據(jù)；第三種方式是依據(jù)專家數(shù)據(jù)(8)，在±10mm范圍內,調整針刺針(15)隨時間變化的運動位移量,編寫運動程序，然后利用上位機(1)通過網口載入運動控制卡(12)。

3.根據(jù)權利要求1所述的針刺手法的高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征是：所述運動控制單元(2)通過雙閉環(huán)運動控制結構，利用PID算法高精度控制伺服電機(14)的運動位移和運動速度，運動控制單元(2)中的運動控制卡(12)采用多任務處理的多軸運動控制卡，能夠同時控制多組伺服驅動，進而同時帶動多組機械裝置(3)，對多組實驗對象(4)進行實驗。

4.根據(jù)權利要求1所述的針刺手法的高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征是：多組機械裝置(3)通過伺服電機(14)帶動針刺針(15)，實現(xiàn)針刺手法的高精度模擬，伺服電機(14)通過帶動針刺針(15)進行垂直方向的運動模擬針刺提插手法，伺服電機(14)通過帶動針刺針(15)進行水平方向的運動模擬針刺捻轉手法。