一種氣動(dòng)、重力加載式激光三維定位中醫(yī)推拿機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中醫(yī)推拿機(jī)械化、自動(dòng)化裝置領(lǐng)域，具體是一種氣動(dòng)、重力加載式激光三維定位中醫(yī)推拿機(jī)器人，屬于涉及現(xiàn)代醫(yī)療、康復(fù)、保健行業(yè)的機(jī)光電液控一體化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于中醫(yī)推拿缺乏現(xiàn)代化、機(jī)械化、智能化、產(chǎn)品化、市場(chǎng)化的操作設(shè)備，目前各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)、個(gè)人診所、敬老院、康復(fù)中心、福利院等機(jī)構(gòu)廣泛進(jìn)行的中醫(yī)推拿操作均采用人工操作，費(fèi)神費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，從業(yè)人員推拿技術(shù)參差不齊，導(dǎo)致推拿效果、推拿服務(wù)的普遍性和推拿服務(wù)水平完全受人為因素影響，參差不齊現(xiàn)象嚴(yán)重，無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的推拿服務(wù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述問題綜合分析做出的一種氣動(dòng)、重力加載式激光三維定位中醫(yī)推拿機(jī)器人，該中醫(yī)推拿機(jī)器人可以模擬人工按法、推法、拍法、擊法、滾法、揉法、振法、捏法等常用推拿按摩手法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體全身進(jìn)行機(jī)械化、智能化保健、康復(fù)和醫(yī)療推拿，為中醫(yī)推拿提供一種現(xiàn)代化、機(jī)械化、智能化、產(chǎn)品化、市場(chǎng)化的操作設(shè)備。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種氣動(dòng)、重力加載式激光三維定位中醫(yī)推拿機(jī)器人主要由激光三維定位系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀、床體、三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)多自由度主體機(jī)構(gòu)、垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)、四工位推拿頭組成。所述激光三維定位系統(tǒng)采用自主研發(fā)的人體激光三維掃描和定位系統(tǒng)，自動(dòng)獲取標(biāo)記的人體推拿部位坐標(biāo)信息，可構(gòu)件和儲(chǔ)存人體三維實(shí)體模型，可進(jìn)行實(shí)時(shí)人體推拿部位坐標(biāo)數(shù)據(jù)檢測(cè)和推拿位置跟蹤；所述旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀采用完全自主研發(fā)的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)中醫(yī)推拿機(jī)器人激光三維定位數(shù)據(jù)處理、位置跟蹤運(yùn)動(dòng)控制、氣動(dòng)系統(tǒng)控制、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制、重力加載平衡系統(tǒng)的推拿力度控制，虛擬環(huán)境的視屏、音頻輸出，推拿專家及對(duì)象干預(yù)控制和特征信息儲(chǔ)備等；所述三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)多自由度主體機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)沿床體長、寬、高三方向平移，繞平行于床體高度方向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；所述空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)四工位推拿頭每個(gè)推拿工位的變換；所述垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由縱向滑塊、垂向滑塊、升降托板、繩索、定滑輪、配重水箱及水、軟管、電磁三位兩通閥、進(jìn)水流量計(jì)、出水流量計(jì)組成，對(duì)推拿頭與人體接觸力采用重力加載，可根據(jù)需要通過旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀控制配重水的質(zhì)量自動(dòng)平衡推拿頭上多余的重力載荷，保證安全和推拿力度控制；所述四工位推拿頭包括平底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、不完全齒輪式兩指機(jī)械手機(jī)構(gòu)，其中平底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)掌按法、掌推法、拍法、擊法、振法等操作，雙曲柄機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)掌揉法操作，不完全齒輪式兩指機(jī)械手機(jī)構(gòu)，結(jié)合三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)多自由度主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入，可實(shí)現(xiàn)指按法、指推法、指揉法、捏法等操作。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)柔和有力仿人工的推拿操作，采用自主研發(fā)的激光三維人體掃描、定位實(shí)現(xiàn)推拿部位的低成本、高精度位置跟蹤控制，采用控制液體平衡質(zhì)量大小的方法實(shí)現(xiàn)推拿力度低成本、絕對(duì)安全的重力式加載自動(dòng)控制，采用完全自主研發(fā)的軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的低成本、高可靠性全面控制，上述這些優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了中醫(yī)推拿現(xiàn)代化、機(jī)械化、智能化、產(chǎn)品化、市場(chǎng)化，可為各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)、個(gè)人診所、敬老院、康復(fù)中心、福利院等機(jī)構(gòu)提供現(xiàn)代化、機(jī)械化、智能化的中醫(yī)推拿操作設(shè)備，減輕人工勞動(dòng)、提高推拿效果和推拿服務(wù)水平、擴(kuò)大推拿服務(wù)的普遍性，更好的滿足人們?nèi)找嬖鲩L的推拿服務(wù)需求。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明專利系統(tǒng)組成示意圖；
[0008]圖2為四工位按摩頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3為垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖。
[0010]圖中1、激光三維定位系統(tǒng)2、旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀3、床體4、縱向滑塊5、縱向?qū)к?、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)7、垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8、垂向滑塊9、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)10、連桿A
11、連桿B 12、連桿C 13、連桿D 14、方位角轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)15、連接塊16、空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)17、四工位推拿頭18、推拿頭機(jī)架19、從動(dòng)件導(dǎo)向架20、從動(dòng)件21、盤狀凸輪22、凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)23、從動(dòng)件銷軸24、滾輪25、從動(dòng)曲柄26、手掌A 27、連桿28、主動(dòng)曲柄29、曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)30、曲柄安裝架31、圓柱彈簧32、限位銷軸33、從動(dòng)手指34、主動(dòng)手指35、手指轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)36、浮動(dòng)支架37、浮動(dòng)支架安裝架38、固定銷39、手掌B
【具體實(shí)施方式】
[0011]【具體實(shí)施方式】一:如圖1、圖2、圖3所示，一種氣動(dòng)、重力加載式激光三維定位中醫(yī)推拿機(jī)器人由激光三維定位系統(tǒng)1、旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀2、床體3、縱向滑塊4、縱向?qū)к?、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)6、垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)7、垂向滑塊8、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)9、連桿A 10、連桿B
11、連桿C 12、連桿D 13、方位角轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)14、連接塊15、空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)16、四工位推拿頭17組成，其中四工位推拿頭17由推拿頭機(jī)架18、從動(dòng)件導(dǎo)向架19、從動(dòng)件20、盤狀凸輪21、凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)22、從動(dòng)件銷軸23、滾輪24、從動(dòng)曲柄25、手掌A 26、連桿27、主動(dòng)曲柄28、曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)29、曲柄安裝架30、圓柱彈簧31、限位銷軸32、從動(dòng)手指33、主動(dòng)手指34、手指轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)35、浮動(dòng)支架36、浮動(dòng)支架安裝架37、固定銷38、手掌B 39組成。
[0012]縱向滑塊4與縱向?qū)к?構(gòu)成移動(dòng)副，沿床體3長度方向布置，由滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)6驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿床體3長度方向的平移；垂向滑塊8與升降托板之間構(gòu)成無驅(qū)動(dòng)的沿床體3高度方向平移的浮動(dòng)移動(dòng)副支撐，升降托板與縱向滑塊4之間構(gòu)成有驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)副連接可帶動(dòng)垂向滑塊8實(shí)現(xiàn)沿床體3高度方向的平移，繩索跨過定滑輪，一頭連接垂向滑塊8，另一頭連接配重水箱及水，軟管、電磁三位兩通閥、進(jìn)水流量計(jì)、出水流量計(jì)組成配重水箱及水總重量調(diào)節(jié)硬件系統(tǒng)，在旋轉(zhuǎn)觸摸操控儀2控制下根據(jù)設(shè)定的推拿頭推拿力大小自動(dòng)設(shè)定配重水箱及水總重量等于垂向滑塊8的自重及負(fù)載總重量減去推拿頭推拿力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡推拿頭上多余的重力載荷，保證對(duì)人體的絕對(duì)安全和推拿力度控制，形成垂向重力加載與直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)7 ;垂向滑塊8與連桿A 10之間、連桿A 10與連桿B 11之間、連桿B 11與連接塊15之間分別通過軸線平行于床體3長度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，垂向滑塊8與連桿C 12之間、連桿C 12與連桿D 13之間、連桿D 13與連接塊15之間分別通過軸線平行于床體3高度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，在轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)9驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)沿床體3寬度方向平移；空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)16與連接塊15之間通過軸線平行于床體3高度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，在方位角轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)14驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)繞平行于床體高度方向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；上述構(gòu)成了沿床體3長、寬、高方向平移，繞平行于床體3高度方向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)多自由度主體機(jī)構(gòu)。
[0013]四工位推拿頭17與空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)16之間通過軸線平行于床體3平面的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，在空間槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位系統(tǒng)16驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)四推拿工位轉(zhuǎn)換。
[0014]從動(dòng)件導(dǎo)向架19固定于推拿頭機(jī)架18上，從動(dòng)件導(dǎo)向架19與從動(dòng)件20之間移動(dòng)副連接，從動(dòng)件20與盤狀凸輪21之間凸輪副連接，從動(dòng)件銷軸23與從動(dòng)件20固定連接、從動(dòng)件銷軸23與滾輪24之間轉(zhuǎn)動(dòng)副連接、手掌B 39通過固定銷38與從動(dòng)件20固定連接，它們一起構(gòu)成平底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)，在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)22驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)掌按法、掌推法、拍法、擊法、振法等操作；從動(dòng)曲柄25和主動(dòng)曲柄28分別與曲柄安裝架30轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，曲柄安裝架30固定于推拿頭機(jī)架18上，手掌A