阅读说明：本技术 一种中医内科用针灸定位装置 (Acupuncture positioner for traditional chinese medical science internal medicine ) 是由 刘高仁 于 2019-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种中医内科用针灸定位装置,包括上位机、下位机、控制平台、外罩、支架和机箱,所述机箱的外部设支架,所述机箱的上端设外罩,所述机箱和外罩之间设控制平台,所述控制平台包括控制器、驱动器、X步进电机和Y步进电机,所述控制器通过驱动器控制X步进电机和Y步进电机,所述上位机的输出端通过串口通信连接下位机,所述下位机的输出端分别连接驱动器和红外激光探头,本发明提供的定位装置,上位机-下位机通信的方式,实现两轴步进电动机的实时控制,对背部穴位自动化定位、定位速度快、定位精度高。(The invention relates to an acupuncture positioning device for the internal medicine of traditional Chinese medicine, which comprises an upper computer, a lower computer, a control platform, an outer cover, a support and a case, wherein the support is arranged outside the case, the outer cover is arranged at the upper end of the case, the control platform is arranged between the case and the outer cover and comprises a controller, a driver, an X stepping motor and a Y stepping motor, the controller controls the X stepping motor and the Y stepping motor through the driver, the output end of the upper computer is in communication connection with the lower computer through a serial port, and the output end of the lower computer is respectively connected with the driver and an infrared laser probe.)

一种中医内科用针灸定位装置

技术领域

本发明属于针灸仪器技术领域，具体涉及一种中医内科用针灸定位装置。

背景技术

针灸是针法和灸法的总称，针法是指在中医理论的指导下把针具(通常指毫针)按照一定的角度刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来对人体特定部位进行刺激从而达到治疗疾病的目的。刺入点称为人体腧穴，腧穴是穴位的学名，腧穴是穴位的学名，其中“腧”同“输”，或者从简写作“俞”，“穴”则意味着空隙，简称穴位。根据最新针灸学教材统计，人体共有361个正经穴位。灸法是以预制的灸炷或灸草在体表一定的穴位上烧灼、熏熨，利用热的刺激来预防和治疗疾病。通常以艾草最为常用，故而称为艾灸，另有隔药灸、柳条灸、灯芯灸、桑枝灸等方法。针灸由"针"和"灸"构成，是东方医学的重要组成部分之一，其内容包括针灸理论、腧穴、针灸技术以及相关器具，在形成、应用和发展的过程中，具有鲜明的中华民族文化与地域特征，是基于中华民族文化和科学传统产生的宝贵遗产。

穴位在人体背部上的分布有一定的规律，几个标志穴位将人体背部上的穴位分成了几个区域，而在这几个区域内的穴位是均匀分布的。在针灸推拿治疗过程中，取穴是否准确直接关系到治疗效果，因为取穴不准确，导致同一人的同一穴位在不同人的判断下位置不同，或者对不同穴位的定位位置有重合的现象，这个模糊性会导致研究结果或者治疗结果出现差异，这也是针灸一直受到质疑的根本原因，因此采用客观、科学、可靠的测量方法进行测量对针灸的学术意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种自动化定位、定位速度快、定位精度高的中医内科用针灸定位装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种中医内科用针灸定位装置，包括上位机、下位机、控制平台、外罩、支架和机箱，所述机箱的外部设支架，所述机箱的上端设外罩，所述机箱和外罩之间设控制平台，所述控制平台包括控制器、驱动器、X步进电机和Y步进电机，所述控制器通过驱动器控制X步进电机和Y步进电机，所述上位机的输出端通过串口通信连接下位机，所述下位机的输出端分别连接驱动器和红外激光探头。

进一步的，所述外罩采用有机玻璃材质。

进一步的，所述支架的上端设控制面板和摄像机，所述上位机设于控制面板内，所述上位机采用ARM芯片。

进一步的，所述下位机设于机箱内。

进一步的，所述X步进电机的输出端通过左右旋丝杆定位，所述Y步进电机的输出端通过T型丝杆定位，所述X步进电机、左右旋丝杆、Y步进电机、T型丝杆共同构成一个二维平台。

进一步的，所述支架的上设摄像机，所述摄像机通过支撑杆连接旋转电机，所述旋转电机设于支架的底部。

进一步的，所述支架的两侧均设摄像机。

进一步的，所述摄像机包括场景摄像机和设于场景摄像机两侧的定位摄像机，所述摄像机通过多路视频采集卡连接下位机。

进一步的，所述摄像机的两侧、对应外罩处设投影仪。

进一步的，所述红外激光探头通过多通道阻抗检测仪连接上位机。

进一步的，所述上位机内设参数设置模块、电机测试模块和穴位定位模块。

进一步的，所述步进电机的步距角满足：

θ＝360°/mz，

所述步进电机的转速满足：

α＝60f/mzc，

其中m是相数，f是脉冲频率，z是转子齿数，c是状态系数(1或2)

进一步的，所述定位系统的脉冲的当量满足：

δ＝(hi/360)·θ，

其中，h表示丝杆导程(mm)，i表示步进电机输出轴到丝杆之间的传动比。

进一步的，所述丝杆导程满足：

h＝KL，

其中，K表示螺纹头数，L表示螺距。

进一步的，所述步进电机的脉冲数N满足：

N＝x/δ，

其x表示步进电机相对应参考点的直线位移(mm)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的一种中医内科用针灸定位装置，采用上位机-下位机通信的方式，上位机采用系统对触摸屏界面进行设计，实现了人机交互功能；另一方面通过串口通信向下位机发送命令实现对下位机的控制，下位机实现两轴步进电动机的实时控制，从而实现对背部穴位自动化定位，有定位速度快、定位精度高的优势。

2、本发明提供的一种中医内科用针灸定位装置，采用二维运动平台来实现定位功能，步进电机为执行机构，丝杆传动，采用丝杆传动其定位精度高、可重复定位性好、结构尺寸较小并且其可控性好、数字控制可调精度高，Y轴选用T型丝杆传动，利用了型丝杆有较好的自锁功能，实现了机构上下运动，X轴选用左右旋丝杆，能保证双穴点穴位的同时定位，当系统搜寻到所需定位位置后，红光激光模组将准确的标识出该穴位点。

3、本发明提供的一种中医内科用针灸定位装置，步进电动机的转速与输入脉冲信号频率成正比，调节输入脉冲信号的频率实现电机的精确调速，控制步进脉冲个数，可以实现电机角位移精确控制，两个步进电动机各自工作互不影响，均通过各自的丝杆传动，将步进角位移转化成二维平台的线位移，根据用户操作需求，上位机发送相应命令给下位机，接受到指令的下位机调用相应下位机协议，实现对步进电机转速和角位移的控制，从而实现对二维平台线位移的控制，最终达到精确定位。

附图说明

图1是本发明一种中医内科用针灸定位装置结构示意图。

图2是本发明一种中医内科用针灸定位装置支架示意图。

图3是本发明一种中医内科用针灸定位装置摄像机示意图。

图4是本发明一种中医内科用针灸定位装置系统流程图。

图5是本发明一种中医内科用针灸定位装置控制平台示意图。

图6是本发明一种中医内科用针灸定位装置驱动器和控制面板连接示意图。

图7是本发明一种中医内科用针灸定位装置X-Y电机复位电路示意图。

图8是本发明一种中医内科用针灸定位装置红外激光探头电路

图中：1、外罩；2、控制平台；21、Y步进电机；22、T型丝杆；23、X步进电机；24、左右旋丝杆；3、机箱；4、支架；5、控制面板；6、旋转电机；7、支撑杆；8、摄像机；9、上位机；10、下位机；11、驱动器；12、红外激光探头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种中医内科用针灸定位装置，包括上位机9、下位机10、控制平台2、外罩1、支架4和机箱3，所述机箱3的外部设支架4，所述机箱3的上端设外罩1，所述机箱3和外罩1之间设控制平台2，所述外罩1采用透明的有机玻璃材质。

所述支架4的上端设控制面板5和摄像机8，所述上位机9设于控制面板5内，所述上位机9采用ARM芯片，所述上位机9的输出端通过串口通信连接下位机10，所述下位机10设于机箱3内，所述下位机10的输出端分别连接驱动器11和红外激光探头12，上位机9的中央处理单元的主要功能是实现上位机9与下位机10的通信以及人机交互界面。

采用上位机-下位机通信的方式，上位机采用系统对触摸屏界面进行设计，实现了人机交互功能，通过串口通信向下位机发送命令实现对下位机的控制，下位机实现两轴步进电动机的实时控制，从而实现对背部穴位自动化定位，有定位速度快、定位精度高的优势。

实施例2

结合图4-5，所述控制平台2包括控制器、驱动器11、X步进电机23和Y步进电机21，所述控制器通过驱动器11控制X步进电机23和Y步进电机21，该控制器既可以分别对X、Y轴步进电动机进行单独控制，也可以对这两台步进电动机联动控制，达到协调运动的效果，最后能精确的寻找到指定的穴位，所述X步进电机23的输出端通过左右旋丝杆24定位，所述Y步进电机21的输出端通过T型丝杆22定位，所述X步进电机23、左右旋丝杆24、Y步进电机21、T型丝杆22共同构成一个二维平台。

采用二维运动平台来实现定位功能，步进电机为执行机构，采用丝杆传动其定位精度高、可重复定位性好、结构尺寸较小并且其可控性好、数字控制可调精度高，Y轴选用T型丝杆传动，利用了型丝杆有较好的自锁功能，实现了机构上下运动，X轴选用左右旋丝杆，能保证双穴点穴位的同时定位，当系统搜寻到所需定位位置后，红光激光模组将准确的标识出该穴位点。

实施例3

在实施例2的基础上，结合图6-8，所述步进电机的步距角满足：θ＝360°/mz，所述步进电机的转速满足：α＝60f/mzc，其中m是相数，f是脉冲频率，z是转子齿数，c是状态系数(1或2)，在一定的脉冲频率下，相数越多，转速会越低。

所述定位系统的脉冲的当量满足：δ＝(hi/360)·θ，其中，h表示丝杆导程(mm)，i表示步进电机输出轴到丝杆之间的传动比。

所述丝杆导程满足：h＝KL，其中，K表示螺纹头数，L表示螺距。

步进电机至丝杆之间的传动通常是减速传动，增加减速传动机构的目的主要是为了获得整量化的脉冲当量和选取标准系列的步进电机，并可增加步进电机的传动扭矩。

所述步进电机的脉冲数N满足：N＝x/δ，其x表示步进电机相对应参考点的直线位移(mm)，控制脉冲的频率也提高到原来频率的n倍，减少了电机出现共振状态的可能性，对机械系统起到了良好的保护作用。

步进电动机的转速与输入脉冲信号频率成正比，调节输入脉冲信号的频率实现电机的精确调速，控制步进脉冲个数，可以实现电机角位移精确控制，两个步进电动机各自工作互不影响，均通过各自的丝杆传动，将步进角位移转化成二维平台的线位移，根据用户操作需求，上位机发送相应命令给下位机，接受到指令的下位机调用相应下位机协议，实现对步进电机转速和角位移的控制，从而实现对二维平台线位移的控制，最终达到精确定位。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。