[發(fā)明專利]針刺手法高精度數(shù)字模擬系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510026486.0
• 申請(qǐng)日: 2015-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN104606045B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏熙樂;石丁天;于海濤;王江;鄧斌;陳穎源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H39/08
• 分類號(hào): A61H39/08
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)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(jī)(1)、運(yùn)動(dòng)控制單元(2)、多組機(jī)械裝置(3)、多組實(shí)驗(yàn)對(duì)象(4)；

所述的上位機(jī)(1)通過網(wǎng)口與運(yùn)動(dòng)控制單元(2)中的運(yùn)動(dòng)控制卡(12)進(jìn)行通信，采用VS(Visual?Studio)開發(fā)圖形化界面記錄運(yùn)動(dòng)控制單元(2)的實(shí)時(shí)信息，上位機(jī)(1)軟件系統(tǒng)加載運(yùn)動(dòng)控制卡(12)配套的動(dòng)態(tài)鏈接庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和運(yùn)動(dòng)程序的下載；

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

所述的多組機(jī)械裝置(3)中每組機(jī)械裝置包括用于實(shí)現(xiàn)垂直方向上下運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)(17)和用于實(shí)現(xiàn)水平方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)(18)、編碼器(16)、聯(lián)軸器(19)，滾珠絲杠(20)、滑臺(tái)(21)、懸臂(22)、支架(23)、滑動(dòng)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(shí)現(xiàn)垂直方向運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)(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(tái)(21)安裝在滾珠絲杠(20)上，伺服電機(jī)(12)水平方向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滾珠絲杠(20)，從而帶動(dòng)滑臺(tái)(21)連帶懸臂(22)做垂直方向的運(yùn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)水平方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)(18)固定在懸臂(22)上，通過聯(lián)軸器直接帶動(dòng)針刺針(15)進(jìn)行水平方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；通過滑動(dòng)裝置(24)手動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)(18)在水平方向的位置，同時(shí)利用運(yùn)動(dòng)控制單元(2)調(diào)節(jié)懸臂(22)在垂直方向的位置，使針刺針(15)最終固定在實(shí)驗(yàn)對(duì)象(25)的正上方。

2.根據(jù)權(quán)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(jī)(1)提供三種方式設(shè)置給定運(yùn)動(dòng)軌跡(10)：第一種方式是通過上位機(jī)(1)的參數(shù)設(shè)置模塊(5)設(shè)置幅值、頻率、刺激時(shí)間長度、上升時(shí)間、下降時(shí)間特征指標(biāo)確定預(yù)期運(yùn)動(dòng)軌跡；第二種方式是通過網(wǎng)口下載上位機(jī)(1)指定的專家數(shù)據(jù)(8)作為下位機(jī)的給定運(yùn)動(dòng)軌跡(10)，該專家數(shù)據(jù)(8)選用預(yù)先采集的專業(yè)針灸人士的標(biāo)準(zhǔn)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(nèi),調(diào)整針刺針(15)隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)位移量,編寫運(yùn)動(dòng)程序，然后利用上位機(jī)(1)通過網(wǎng)口載入運(yùn)動(dòng)控制卡(12)。

3.根據(jù)權(quán)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(yùn)動(dòng)控制單元(2)通過雙閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，利用PID算法高精度控制伺服電機(jī)(14)的運(yùn)動(dòng)位移和運(yùn)動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)控制單元(2)中的運(yùn)動(dòng)控制卡(12)采用多任務(wù)處理的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，能夠同時(shí)控制多組伺服驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而同時(shí)帶動(dòng)多組機(jī)械裝置(3)，對(duì)多組實(shí)驗(yàn)對(duì)象(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.根據(jù)權(quán)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(jī)械裝置(3)通過伺服電機(jī)(14)帶動(dòng)針刺針(15)，實(shí)現(xiàn)針刺手法的高精度模擬，伺服電機(jī)(14)通過帶動(dòng)針刺針(15)進(jìn)行垂直方向的運(yùn)動(dòng)模擬針刺提插手法，伺服電機(jī)(14)通過帶動(dòng)針刺針(15)進(jìn)行水平方向的運(yùn)動(dòng)模擬針刺捻轉(zhuǎn)手法。