一种用于艾灸的机器设备

文档序号:442094 发布日期:2021-12-28 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于艾灸的机器设备 (Machine equipment for moxibustion ) 是由 祁宏伟 邱小亮 于 2020-06-28 设计创作,主要内容包括:本申请实施例公开了一种用于艾灸的机器设备,用于减轻理疗师进行艾灸工作的负担。本申请的用于艾灸的机器设备包括:协作机器人、艾灸执行器;其中艾灸执行器,固定安装在协作机器人的自由端,用于夹持艾条;其中协作机器人,用于按照预设的指令指挥艾灸执行器到达需要艾灸的指定位置。(The embodiment of the application discloses a machine equipment for moxa-moxibustion for alleviate the burden that physiotherapy workman carried out moxa-moxibustion work. The machine equipment for moxa-moxibustion of this application includes: a cooperative robot, a moxibustion actuator; the moxibustion actuator is fixedly arranged at the free end of the cooperation robot and used for clamping moxa sticks; the cooperative robot is used for commanding the moxibustion actuator to reach a specified position needing moxibustion according to a preset instruction.)

一种用于艾灸的机器设备

技术领域

本申请涉及医疗保健设备技术领域,特别涉及一种用于艾灸的机器设备。

背景技术

艾灸是中医针灸疗法中的灸法,是以艾叶为主要成分制成的艾灸材料产生的艾热刺激体表穴位或特定部位,通过激发经气的活动来调整人体紊乱的生理生化功能,从而达到防病治病目的的一种治疗方法。

传统的艾灸工作主要通过理疗师来完成,比如:理疗师通过手持点燃的艾条靠近患者需要艾灸的体表位置,被点燃的艾条将热量传导到艾灸者的体表穴位,通过激发经气的活动来调整人体紊乱的生理生化功能。理疗师通过将点燃的艾条靠近在艾灸者体表的不同穴位、不同穴位之间的组合、不同穴位艾灸时间长度、以及不同穴位艾灸顺序的不同达到不同的艾灸治疗目的。现有技术中艾灸过程的操作均需要理疗师进行全程操作,工作强度大,急需一种可以减轻理疗师进行艾灸工作负担的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供一种用于艾灸的机器设备,用于提供一种可以减轻艾灸理疗师进行艾灸工作负担的解决方案。

本申请第一方面提供一种用于艾灸的机器设备,包括:

协作机器人、艾灸执行器;

所述艾灸执行器,固定安装在所述协作机器人的自由端,用于夹持艾条;

所述协作机器人,用于按照预设的指令指挥所述艾灸执行器到达需要艾灸的指定位置。

进一步地,所述艾灸执行器包括至少两个用于夹持所述艾条的夹持装置,其中一个所述夹持装置为用于给所述艾条进行柔性夹持的柔性夹持装置,另一个所述夹持装置为用于给所述艾条进行刚性夹持的刚性夹持装置;

进一步地,所述柔性夹持装置为弹簧夹持钢片,所述刚性夹持装置为气动夹爪;

进一步地,所述艾灸执行器还包括转接板,所述转接板与所述协作机器人的自由端接口配合连接,用于提供垂直板式的转接接口;

所述气动夹爪通过所述转接接口安装在所述转接板的其中一面;

所述弹簧夹持钢片通过所述转接接口安装在所述转接板与所述气动夹爪的同一面的不同高度;

进一步地,所述艾灸执行器还包括视觉组件,所述视觉组件通过所述转接口安装在所述转接板的另一面;

进一步地,所述艾灸执行器还包括测距传感器,所述测距传感器通过所述转接口安装在所述转接板的侧面;

进一步地,所述艾灸执行器还包括艾灸执行器保护罩,所述艾灸执行器保护罩通过所述转接接口与所述转接板的顶面连接,并将所述气动夹爪、弹簧夹持钢片、所述视觉组件、所述测距传感器包裹在所述艾灸执行器保护罩内;

进一步地,所述艾灸执行器还包括艾条套管,所述艾灸执行器保护罩上开具有方便投放艾条的艾条放置口;

所述艾条套管的一端固定连接于所述艾灸执行器保护罩内并与所述艾条放置口连通,所述艾条套管的另一端连接所述弹簧夹持钢片,所述弹簧夹持钢片用于对放置在所述艾条套管内的艾条起到柔性夹持作用,所述弹簧夹持钢片的正下方为所述气动夹爪的夹爪,所述气动夹爪用于对从所述艾条套管正下方伸出的艾条进行刚性夹持。

进一步地,还包括抽气系统,所述抽气系统包括开设于所述艾灸执行器保护罩上的抽气孔、若干抽气管、抽气泵;

通过所述抽气管连接所述抽气孔和所述抽气泵的进气孔,形成抽气管路;

进一步地,所述抽气系统还包括烟气过滤器,所述烟气过滤器通过所述抽气管安装于所述抽气孔与所述抽气泵之间的抽气管路中。

进一步地,还包括协作直线模组,所述协作机器人安装在所述协作直线模组的滑块上;

进一步地,所述协作直线运动模组为气动滑台、丝杆直线模组、齿轮齿条直线模组中的任意一种。

进一步地,所述直线模组的底座上安装有位置传感器,所述位置传感器用于识别所述协作机器人在所述直线模组上的位置;

进一步地,所述位置传感器为三个,所述三个位置传感器分别用于识别所述协作机器人在所述协作直线运动模组上的左极限位置、原点位置、以及右极限位置。

进一步地,还包括机架,所述协作直线模组固定安装在所述机架上。

进一步地,还包括:除尘装置,所述除尘装置包括电机,以及毛刷;

所述毛刷与所述电机的旋转轴相连;

进一步地,所述除尘装置还包括电机固定架,通过所述电机固定架将所述电机固定在所述机架上,且所述电机的旋转轴朝上;

进一步地,所述除尘装置还包括除尘盒本体,所述除尘盒本体为一个箱体;

进一步地,所述除尘装置还包括漏斗结构,所述漏斗结构的进口面替代所述除尘盒本体的顶面朝所述除尘盒本体内部延伸所述漏斗结构的出口,所述漏斗结构的扇面上具有电机通孔;

所述电机通过所述电机固定架固定于所述除尘盒本体内部,所述除尘盒固定于所述机架上,且所述电机的旋转轴通过所述电机通孔露出所述漏斗结构的扇面;

所述毛刷通过可拆卸的连接与所述电机的旋转轴相连;

进一步地,所述除尘装置还包括杯子,所述杯子放置所述除尘盒本体内的所述漏斗结构的出口正下方。

进一步地,所述除尘盒还包括除尘系统,所述除尘系统包括:开设于所述除尘盒本体的除尘抽气孔、若干除尘抽气管、除尘过滤器、除尘抽气泵;

所述除尘抽气管依次连接所述除尘抽气孔、所述除尘过滤器、所述除尘抽气泵。

进一步地,所述毛刷通过联轴器与所述电机的旋转轴连接。

进一步地,还包括艾条回收装置,所述艾条回收装置固定安装于所述机架上,所述艾条回收装置包括:一个箱体状的回收盒本体,所述回收盒本体的顶面开设有通向所述回收盒本体内部的艾条回收通孔;

进一步地,所述回收盒本体的侧面开设有门;

进一步地,所述艾条回收装置还包括插杆支架、插杆直线移动模组、插杆;

所述插杆支架的一端垂直固定安装于所述回收盒本体的一侧,另一端悬空垂直向上;

所述插杆直线移动模组固定安装在所述插杆支架的悬空垂直向上一端,并位于所述回收盒本体的上方;

所述插杆固定安装在所述插杆直线移动模组的滑块上,并垂直向下正对所述艾条回收通孔;

进一步地,所述艾条回收装置还包括插杆原点位置传感器;

所述插杆原点位置传感器安装在所述插杆支架的一侧,用于识别所述插杆在所述插杆直线移动模组上移动的原点位置;

进一步地,所述艾条回收装置还包括艾条工作位置传感器,且所述艾灸执行器保护罩的侧面具有检测缺口;

所述艾条工作位置传感器水平固定安装在所述回收盒本体的上表面,并对准所述艾条回收通孔的上方,所述艾条工作位置传感器通过所述检测缺口检测所述艾灸执行器保护罩内艾条的工作位置。

从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:

本申请中,通过使用安装有艾灸执行器的协作机器人协助理疗师夹持艾条,理疗师仅需点燃艾条,并将点燃的艾条交给艾灸执行器夹持,并给协作机器人输入相应的运动指令,协作机器人就可以按照该运动指令将点燃的艾条移动到需要艾灸的位置进行艾灸,理疗师不需要全程地握持艾条,由此减轻理疗师的工作负担。

附图说明

图1为本申请用于艾灸的机器设备的一个实施例示意图;

图2为本申请用于艾灸的机器设备的执行器内部结构示意图;

图3为本申请用于艾灸的机器设备的执行器保护罩结构示意图

图4为本申请用于艾灸的机器设备的协作直线模组结构示意图;

图5为本申请用于艾灸的机器设备的除尘盒结构示意图;

图6为本申请用于艾灸的机器设备的艾条回收装置结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种用于艾灸的机器设备,用于提供一种可以减轻艾灸理疗师进行艾灸工作负担的解决方案。

请参阅图1,本申请中用于艾灸的机器设备的一个实施例,主要包括:协作机器人500和艾灸执行器600。艾灸执行器600,固定安装在协作机器人500的自由端,主要用于夹持艾条;协作机器人500,为关节机器人,用于按照预设的指令指挥所述艾灸执行器到达需要艾灸的指定位置。也就是说,本申请实施例采用安装有艾灸执行器的协作机器人协助理疗师夹持艾条,理疗师仅需点燃艾条,并将点燃的艾条交给艾灸执行器夹持,并给瞎做机器人输入相应的运动指令,协作机器人就可以按照该运动指令将点燃的艾条移动到需要艾灸的位置进行艾灸,即艾灸者700躺在协作机器人500的运动范围内,并露出需要艾灸的体表部位,以便于协作机器人500自由端携带艾灸执行器600上夹持的艾条900能到达艾灸者700需要艾灸的部位,艾灸者700可以选择躺在柔软的卧具800上,可以进一步提高艾灸过程的体验,比如美容床、沙发等。

其中,协作机器人500作为关节机器人,可以是:工业六轴机器人、四轴机器人(selectivecomplianceassemblyrobotarm,SCARA)或者其他轴数的机器人等。可以理解的是,协作机器人的轴数越多,协作机器人能完成的动作越细腻,这对于艾灸过程的艾灸者使用体验就会更好,在此对协作机器人500的轴数不做限定;另外,协作机器人的臂长越长,协作机器人能到达的艾灸位置范围就越宽,这能为艾灸过程的艾灸者艾灸的覆盖部位就越广,艾灸者需要在艾灸过程移动的次数就越少,使用体验更佳。

在其中一个实施例中,艾灸执行器主要起到对艾条的夹持作用,本申请实施例的艾灸执行器至少应具备两个或两个以上的用于夹持艾条的夹持装置,其中至少有一个所述夹持装置为用于给艾条进行柔性夹持的柔性夹持装置,主要用于给艾条起到克服自身重力的夹持力,使得艾条在柔性夹持装置的作用下不会自动落下,其中至少还有另一个夹持装置为用于给艾条进行刚性夹持的刚性夹持装置,主要用于给艾条起到固定作用,使得艾条即使在一定的外力作用下也不能轻易落下,以保证艾灸过程燃烧艾条的安全性。比如,柔性夹持装置可以为弹簧夹持钢片等,刚性夹持装置可以为气动夹爪等。

更具体的实施例请参阅图2与图3,转接板602主要为协作机器人500的自由端接口转为艾灸执行器600相关组成部件的专用接口,所以该转接板602具有可以与协作机器人500的自由端接口配合连接的接口,以及用于与艾灸执行器600相关组成部件的专用接口,在本实施例中,由于艾灸者躺在协作机器人的运动范围内的一侧,艾灸执行器600在协作机器人500的带动下主要在艾灸者的上方运动,所以转接板602设计为垂直板式的转接接口。

具体的,转接板602包括与协作机器人500的自由端配合定位的凸起结构60211,与艾灸执行器保护罩601配合连接的圆板式结构6021,与气动夹爪604配合连接的垂直于圆板式结构6021的直板式结构6022,与视觉组件603配合连接同时垂直于圆板式结构6021和直板式结构6022且与直板式结构6022一侧面连接的板式结构6024,以及与测距传感器605配合连接同时垂直于圆板式结构6021和直板式结构6022且与直板式结构6022另一侧面连接的板式结构6023。上述介绍的凸起结构60211、圆板式结构6021、直板式结构6022、板式结构6023、板式结构6024可以是全部结构一体化成型的转接板602;也可以是模块化的结构用过固定连接组合在一起的转接板602;也可以是部分一体化,另外一部分模块化固定组合在一起的转接板602,比如图2中的圆板式结构6021与凸起结构60211就是一体化的结构,再与模块化的直板式结构6022、板式结构6023、板式结构6024通过螺钉连接起来形成如图的形状。需要说明的是,转接板602的具体结构可以根据需要艾灸执行器600需要安装的组成部件的不同而不同,在此就不一一进行举例。

气动夹爪604通过转接接口固定安装在转接板602的其中一面,具体来说就是通过螺钉将气缸6041固定在直板式结构6022的一侧,并且是气动夹爪604的夹爪6042一侧朝下。气动夹爪604用于对燃烧的艾条900进行二次夹持,防止在艾灸过程中艾条掉落伤害艾灸者700,且夹持的部分是靠近艾条燃点(燃烧点)的一端(距离艾条燃点有一定的距离)。众所周知,艾灸时艾条的燃点一端是朝向艾灸者700的体表部分,靠着艾条燃烧产生的热量刺激艾灸者体表穴位,激发艾灸者经气的活动来调整艾灸者人体紊乱的生理生化功能,从而达到防病治病目的,为尽可能地精确将艾条燃烧产生的热量传递给艾灸者的体表穴位,需要对艾条的燃点进行精确的控制,气动夹爪604的夹爪6042作为最接近艾条燃点的夹持结构,具有重要的坐标参考意义。

在另外一种可能的实施例中,弹簧夹持钢片也可以通过转接口案子在转接板与气动夹爪的同一面的不同高度,与气动夹爪配合完成对艾条的夹持,实现艾灸执行器的夹持功能。

视觉组件603通过转接接口固定安装在转接板602的另一面,具体来说就是通过螺钉将视觉组件603的主体部分固定在板式结构6024上,并位于安装有气动夹爪604的转接板6022的另一侧,且视觉组件603的镜头部分是朝下。视觉组件603用于给艾灸者700的艾灸体表部位进行拍照以获取艾灸者700体表的平面图片,即二维坐标。为减少视觉组件603的镜头部分6031晃动,提高拍照的精度,转接板602中可以相应增加辅助镜头支撑架6025,该辅助镜头支撑架6025一端连接直板式结构6024,另一端连接视觉组件603的镜头部分6031。视觉组件603为现在比较成熟的产品,在此不做过多介绍。给艾灸执行器配置视觉组件可以记录下艾灸过程艾灸者700的整个艾灸过程,为后续艾灸研究提供数据资料。

测距传感器605通过转接接口固定安装在转接板602的侧面,具体来说就是通过螺钉固定安装在板式结构6023上,该测距传感器605的探测区域应与上述的视觉组件603相同,主要用于为视觉组件603获取的艾灸者700体表的二维坐标补充深度坐标,即可以理解为视觉组件603的图片二维坐标(x,y)提供了新的坐标z,进而组成三维坐标(x,y,z),这样就可以通过测距传感器605与视觉组件603的坐标组合得知艾灸者700的体表艾灸部位平面与艾灸执行器600之间的距离,进一步丰富后续艾灸研究的数据资料。

艾灸执行器保护罩601通过转接接口与转接板602的顶面固定连接,并将气动夹爪604、视觉组件603、测距传感器605包裹在艾灸执行器保护罩601内,艾灸执行器保护罩601上开具有方便投放艾条的艾条放置口6013。具体来说,艾灸执行器保护罩601通过螺钉固定安装在圆板式结构6021上,并把圆板式结构6021宝贵在艾灸执行器保护罩301内,艾灸执行器保护罩601外形就像一个倒置的桶,区别在于艾灸执行器保护罩的“桶口”卷边6011是朝向桶内部。需要说明的是,本实施例中仅以艾灸执行器保护罩601为圆桶状为例进行说明,在实际应用中艾灸执行器保护罩601可以为各种立方体结构,在此不再展开叙述。值得注意的是,本实施例艾灸执行器保护罩601的顶面中心开设有一个圆形通孔6016,该圆形通孔用于让转接板602的凸起结构60211从该艾灸执行器保护罩601中伸出,并连同艾灸执行器保护罩601与协作机器人500的自由端配合定位,此时艾灸执行器保护罩601上的螺钉孔6017与圆板式结构6021上的螺纹孔对应,同时也与协作机器人的自由端配合定位后的法兰盘接口的螺钉孔对应,通过螺钉即可将协作机器人500的自由端、艾灸执行器保护罩601、以及圆板式结构6021固定连接。艾灸执行器保护罩使用可以避免燃烧的艾条在协作机器人的带动下烫伤周围的物品或人员等。

艾灸执行器保护罩601的顶面还开设有电气线通孔6018,该电气线通孔6018用于给测距传感器605和视觉组件603的电气连接线走出艾灸执行器保护罩601,具体来说该电气线通孔6018开设于视觉组件603的正上方,这是出于电气连接线在艾灸执行器保护罩601内最短走线距离和最少信号干扰的原则考虑,视频组件603用于采集二维的坐标数据,而测距传感器605仅采集距离(一维)的坐标数据,测距传感器605所需要的电气连接线要比视频组件603少,优先视觉组件603的电气接线较短距离的接出艾灸执行器保护罩60;又由于在艾灸执行器正常工作时艾条会在艾灸执行器保护罩内燃烧是会发光发热,气动夹爪对艾条的松开和夹紧会产生振动,以及艾灸执行器保护罩601内各种环境因素都有可能对测距传感器605和视觉组件603的信号产生干扰,需要电气连接线以最短的距离和最少的信号干扰原则接出艾灸执行器保护罩601外。值得注意的是,在灸执行器保护罩601的顶面开设的电气线通孔6018会受到圆板式结构6021的遮挡,为方便走线,圆板式结构6021开设一个缺口60212用于走电气连接线。

艾灸执行器保护罩601的顶面还开设有艾条放置口6013,呈空心圆台状,艾条套管606的一端固定连接于艾灸执行器保护罩601内并与艾条放置口6013连通,艾条套管606的另一端具有夹持装置,该夹持装置用于对艾条套管606内的艾条进行一次夹持,优选为夹持装置为柔性夹持结构,柔性夹持结构可以起到对放置于艾条套管606的艾条900起到缓冲柔性夹持的作用,比如弹性夹持结构为弹簧夹持钢片6062,弹簧夹持钢片6062用于对放置在艾条套管606内的艾条起到柔性夹持作用,弹簧夹持钢片6062的正下方为气动夹爪604的夹爪6042,气动夹爪604用于对从艾条套管606正下方伸出的艾条900进行二次夹持,即刚性夹持。具体来说,艾条放置口6013可以为如图3所示的突出艾灸执行器保护罩601顶面的空心圆台状,也可以是不设这个突出艾灸执行器保护罩601顶面的空心圆台状,或者其他形状的,在此不做限定。需要说明的是艾条放置口6013的周围还存在着多个螺钉通孔6015,该螺钉通孔用于与艾条套管606一端的法兰盘上的螺纹孔配合连接,从而固定该艾条套管606在艾灸执行器保护罩601的内部,并使得艾条放置口6013与艾条套管606相通。艾条套管606的弹簧夹持钢片6062对放入其中的艾条900进行一次夹持,弹簧钢片6062对艾条900的夹持是弹性夹持,是轻微的,该夹持力仅可以克服艾条900的自身重力,不至于艾条900会自动掉落,若在艾条套管606内对艾条900施加轴向力,可以使得艾条900在艾条套管606内移动,撤离该轴向力,艾条在该弹簧钢片6062的夹持下停止运动。区别于气动夹爪604对艾条900的夹持,气动夹爪604对艾条900的夹持力较大的,若气动夹爪604不放松对艾条900的夹持,不能轻易改变艾条900在艾条套管606内的位置,气动夹爪604对艾条的固定作用以确保燃烧的艾条900在艾灸者的体表运动时不会掉落烫伤艾灸者,并使得以气动夹爪604为参考坐标计算艾条的实际燃点位置较为精确。可以理解的是,在艾灸执行器600与协作机器人500固定连接之后,可以需要将艾灸执行器600的尺寸坐标都输入协作机器人的系统中,比如:艾条套管606的顶面中心点坐标、艾条套管606的内直径、艾条套管606的弹簧钢片6062的夹持点坐标、气动夹爪604的夹持点坐标、以及艾灸执行器600的底面坐标、艾灸执行器600的外轮廓坐标等坐标信息输入协作机器人的系统中,以使得协作机器人了解携带安装的艾灸执行器600的空间尺寸,避免在运动过程中与其他位置组成部件发生碰撞,同时便于快速定位。

艾灸执行器保护罩601的顶面还开设有倒置的喇叭型凸起,该喇叭型凸起为中空,与艾灸执行器保护罩601内部相连的通孔,用于对艾灸执行器保护罩601内的空气进行抽取,称为抽气孔6014,为了更好的抽气效果可以设计多个抽气孔,以便及时将艾灸时候艾条燃烧产生的烟气抽走。

基于以上的理解,本申请的用于艾灸的机器设备还包括抽气系统,该抽气系统包括抽气孔6014、若干抽气管、抽气泵。通过抽气管连接抽气孔6014和抽气泵的进气孔,形成抽气管路,然后将抽气管路的气体排出到合适的地方,可以避免在艾灸执行器保护罩601内艾条燃烧产生的烟气污染理疗环境。更进一步地,还可以包含烟气过滤器,使用抽气管将抽气孔6014与烟气过滤器的进气端连接,将烟气过滤器的出气口与抽气泵连接,抽气泵连通电源运作既可以实现将艾灸执行器保护罩601内的控制进行抽取,并经过烟气过滤器的过滤在从抽气泵排出,只需定时更换烟气过滤器既可。抽气系统可以使得艾灸执行器保护罩601内保持一定的负压状态,艾灸过程艾条产生测烟气可以及时通过抽气系统净化,减少艾灸过程艾条烟气对环境的污染,提高艾灸环境的舒适性。

请参阅图4,本申请的用于艾灸的机器设备还可以包括协作直线运动模组400,该协作直线运动模组可以为气动滑台、滚珠丝杆直线模组、齿轮齿条直线模组中的一种或多种组合,只要能实现直线移动的机械设备均可,在此不进行限定。需要说明的是,本申请实施例中引进的协作直线运动模组400的主要目的是弥补协作机器人500的臂长不足,实现较短的协作机器人臂长也可以覆盖人体全身的艾灸部位,因为协作机器人500的臂长越长,价格越高昂。以人为艾灸对象举例进行简单说明,若需要对人的全身进行艾灸,根据人体的结构特点为身高尺寸要比体宽尺寸大,要实现一台协作机器人臂长全覆盖人体的操作范围,至少臂长需要0.5个人体身高尺寸,而一般情况下0.5个人体身高长度也比人体体宽要大。本申请实施例提出一种协作机器人配合协作直线模组的运动组合方案,可以实现只要人体体宽尺寸的臂长的协作机器人,就可以实现覆盖人体全身的艾灸部位,由于协作直线模组的成本价格远比大尺寸臂长的协作机器人要低,所以可以实现降低成本,同时兼顾也获得较大的艾灸操作空间。

图4中的协作直线运动模组400为丝杆直线模组,协作机器人500通过其底座501固定安装在协作直线运动模组400的滑块404上,该滑块404可滑动地安装在底座401的丝杆上,该丝杆的一端连接着电机402,该滑块404在电机402驱动丝杆转动的情况下实现左右直线运动。值得注意的是,该滑块404是一个具有丝杆轴向方向中空通孔的滑块,在丝杆与滑块之间的通孔中有安装有一块盖板403与底座401固定,起到遮盖丝杆却不与滑块404接触,这样可以防止在艾灸过程中不小心触碰到转动的丝杆,避免机械绞伤,同时也防止艾灸环境中落入杂物到丝杆上,影响协作直线运动模组400的移动精度。在滑块404运动方向的一侧固定连接有履带式排线槽409,该履带式排线槽409用于放置从艾灸执行器600连接出来并顺着协作机器人的臂长延伸来的电气接线和抽气管等线路,并通过该履带式排线槽409接出。

协作运动模组400的底座上安装有位置传感器,该位置传感器用于识别协作机器人在直线模组上的位置,也是识别该滑块404的具体位置。具体来说本申请实施例以三个位置传感器和一个挡片为例进行说明,分别为左极限位置传感器406、原点位置传感器407、右极限位置传感器408、以及挡片404。该挡片404固定安装在滑块404的运动方向的另一侧,与履带式排线槽409各在滑块404的一侧,同样挡片会随着滑动404在底座401上做左右来回的直线运动,左极限位置传感器406安装在底座406上并处于挡片405的移动路径中,以便于在挡片405(也就意味着滑块404,意味着协作机器人底座501)到达左极限位置406时传感器发出停止移动的信号给电机402,阻止滑块404继续向左移动;同理,右极限位置传感器408安装在底座406上并处于挡片405的移动路径中,以便在挡片405(也就意味着滑块404,意味着协作机器人底座501)到达右极限位置408时传感器发出停止移动的信号给电机402,阻止滑块404继续向右移动;而原点位置传感器407安装在左极限位置传感器406和右极限位置传感器408之间,也是位于底座406上并处于挡片405的移动路径中,此处位置用作为协作运动模组400的原点位置,即协作运动模组400的0坐标位置,当挡片405运动至原点位置传感器407处时即意味着处于协作运动模组400的0坐标位置。

请再次参阅图1,本申请实施例的用于艾灸的机器设备还包括机架100,上述的协作移动模组400固定安装在机架100的上表面,抽气系统的烟气过滤器、抽气泵等器件可以安装在机架100的内部。机架100可以为一个可以带移动滚轮的机架箱,以便于方便移动和安装辅助组件。

本申请的用于艾灸的机器设备还可以包括除尘装置,该除尘装置包括电机、以及毛刷,其中毛刷与电机的旋转轴相连,通过电机带动毛刷旋转,协作机器人将艾灸执行器夹持的艾条精确地置于旋转的毛刷处,实现对艾条燃点覆盖的灰烬进行去除。在另一种实施例中还可以通过电机固定架将所述电机固定在所述机架上,且所述电机的旋转轴朝上,以方便协作机器人将艾灸执行器夹持的艾条精确地置于旋转的毛刷处,实现对艾条燃点覆盖的灰烬进行去除。

具体来说,请结合参阅图5,除尘装置300可以为除尘盒300,该除尘盒300固定安装在该机架100的上表面,并处于协作机器人500的运动覆盖范围内。除尘盒本体301为一个箱体,主要用于清刷艾条燃点处覆盖的灰烬以及承装艾条燃烧形成的灰烬,该箱体的一面为门结构(图5中未画出),该门用于方便对除尘盒内部的组成部件进行维修保养。具体为如图5所示的正方体结构,也可以为其他立方体的结构,在此不做具体限定。漏斗结构307的进口面替代除尘盒本体301的顶面朝除尘盒本体301内部延伸漏斗结构307的出口,漏斗结构307的扇面上具有电机通孔;电机304通过电机固定架303固定于除尘盒本体301内部,且电机304的旋转轴通过电机通孔露出漏斗结构307的扇面;毛刷306通过可拆卸的连接与电机304的旋转轴相连;除尘盒本体301内的漏斗结构307的出口正下方放置杯子302。

具体来说,除尘盒300用于配合艾灸执行器600对艾灸执行器600上所夹持的艾条燃点进行灰烬清扫,以便于燃烧的艾条保持燃点外露的状态,同时除尘盒300还用于收集从艾条上掉落的灰烬,使得灰烬顺着漏斗的扇面流入除尘盒内部的杯子中。在艾灸过程中,理疗师只需要定时更换承载灰烬的杯子即可。

需要说明的是,除尘盒300在机架100上的坐标位置是确定的,更具体来说毛刷306的位置是标定在协作机器人的系统内,毛刷306通过联轴器可拆卸连接,毛刷306的可拆卸连接便于毛刷306的更换,但是每次更换毛刷306之后都需要重新标定毛刷306的坐标位置,并将标定的位置存储在协作机器人的系统内。其次考虑到毛刷306随着使用时间的延长会存在一定的损耗,需要设置一定时间后的毛刷306的补偿值,以便于在未更换毛刷306的情况下每隔一定时间更新毛刷306的坐标位置,以便于协作机器人可以精准地找到毛刷306的位置。可以理解的是,在有必要时也可以将整个除尘盒300的坐标位置都输入协作机器人500的系统内,让协作机器人了解除尘盒300的存在和空间位置,以便于后续协作机器人500携带艾灸执行器600与除尘盒配合工作的时候可以快速响应等。

除尘盒300还包括有除尘系统,该除尘系统用于对除尘盒本体301内部进行空气净化,该除尘系统具体包括:贯穿除尘盒本体的壁厚的除尘抽气孔3011、若干除尘抽气管、除尘过滤器308、除尘抽气泵;除尘抽气管依次连接除尘抽气孔3011、除尘过滤器308、除尘抽气泵组成了除尘系统,在除尘抽气泵运行的情况下,可以将除尘盒本体301内部的空气抽取出来经过除尘过滤器308的过滤再进除尘抽气泵排出。除尘系统的除尘抽气泵和艾灸执行器600的抽气系统中抽气泵一样安装在机架100内,甚至除尘抽气泵和抽气泵可以为同一个,以便节约成本。对除尘盒本体301内的进行抽气可以使得除尘盒本体301内保持负压状态,使得除尘盒本体301内的灰烬不易逸出污染环境,同时使得电机304运行于一个较干净的环境,延长电机304的使用寿命。

请参阅图6,本申请的用于艾灸的机器设备还可以包括艾条回收装置200,该艾条回收装置200固定安装在该机架100的上表面,并处于协作机器人500的运动覆盖范围内。该艾条回收装置200主要用于对燃烧过短的艾条或完成艾灸工作的艾条进行回收处理,以及用于对艾条套管606内的艾条900施加轴向力,以使得艾条900实现在艾条套管606内的轴向运动,从而实现对逐渐燃烧缩短的艾条900的工作位置矫正。艾条回收装置包括回收盒本体201,该回收盒本体201为一个箱体,回收盒本体201的顶面开设有通向回收盒本体201内部的艾条回收通孔,以便于艾灸机器人可以指挥艾灸执行器将艾条放置到艾条回收通孔正上方,再通过人工将其推入回收盒本体。回收盒本体201的侧面开设有门(图中未画出),该门用于对通过艾条回收通孔落入回收盒本体201内的艾条进行取出。

插杆支架203的一端垂直固定安装于该回收盒本体201的一侧,另一端悬空垂直向上。插杆直线移动模组205固定安装在插杆支架203的悬空垂直向上一端,并位于回收盒本体201的上方,本申请实施例中的插杆直线移动模组205为丝杆直线模组,具体为电机安装在插杆支架203的顶端,丝杆安装在插杆支架203内,滑块可移动地安装在丝杆上并露出插杆支架的外表面,插杆直线移动模组的滑块在电机的驱动下可以实现在插杆支架上上下移动,可以理解的是,还可以使用其他可以实现直线移动功能的装置,比如气缸等。有关丝杆直线模组的原理和结构请参考上述有关协作直线模组的介绍,在此不再进行赘述。

插杆203固定安装在插杆直线移动模组205的滑块上,并垂直向下正对艾条回收通孔,且插杆203在直线移动模组205的滑块并处于插杆支架203的最上端位置(插杆原点位置)时,插杆203的最下端位置距离回收盒本体201的上表面的距离应大于艾灸执行器600的高度,以便于协作机器人500可以控制艾灸执行器600放置在回收盒本体201的上表面,使得艾条放置口6013可以正对插杆203下方,艾条套管605的正下方正对回收盒本体201的艾条回收通孔。需要说明的是,具体用插杆203对艾条套管606内的艾条900施加轴向力,插杆203的大小应小于艾条套管606的内径,插杆203可以在插杆直线移动模组205的带动下实现从上而下的直线运动。此时可以实现自动将艾条推入回收盒本体,减少人工。

插杆原点位置传感器202安装在插杆支架203的一侧,用于识别插杆206在插杆直线移动模组205上移动的原点位置。具体来说,插杆原地位置传感器202设置在插杆直线移动模组205的滑块必经路径上,通过检测滑块路过而触发的电信号使得插杆直线移动模组205的电机停止转动,即插杆直线移动模组205的滑块停止向上移动,插杆原点位置传感器202所处的位置即为插杆直线移动模组205的滑块能运动到的最高点位置,即为插杆206的原点位置。位置传感器的使用可以使得插杆的具有固定的原点参考坐标,利于提高系统控制精准度。

值得注意的是,艾灸执行器保护罩600的侧面具有检测缺口6012(见图3),而艾条工作位置传感器202水平固定安装在回收盒本体201的上表面,并对准艾条回收通孔的上方,艾条工作位置传感器202通过检测缺口6012检测艾灸执行器保护罩601内艾条的工作位置。具体来说,由上述对艾灸执行器600的气动夹爪604的描述可知,正常工作时艾条900的燃点位置位于夹爪6042的下方,尽管艾灸执行器保护罩601将所有的艾灸执行器组成部件都包裹在内,艾灸执行器保护罩601的下表面是连通的,最靠近下表面平面的是艾条的燃点,所以检测缺口6012在艾灸执行器保护罩601的高度优选为艾灸执行器保护罩下表面到夹爪下表面的高度,检测缺口6012在艾灸执行器保护罩601的宽度优选为艾条的直径。艾条工作位置传感器202为对射式光电传感器,通过该检测缺口6012可以检测到艾灸执行器600内夹持的艾条是否处于工作位置。

需要说明的是,在其中一个实施例中,艾条回收装置200的坐标位置是确定的,更具体来说至少有插杆206的原点坐标和艾条回收装置的上表面的平面位置是标定在协作机器人500的系统内,插杆206的长度和原点位置坐标等数据是存储于协作机器人500的系统中,用于指引协作机器人500将艾灸执行器600准确地放置在艾条回收装置200的上表面并处于该插杆206下方,使得艾条放置口6013可以正对插杆203下方,艾条套管605的正下方正对回收盒本体201的艾条回收通孔。可以理解的是,在有必要时可以将艾条回收装置200的坐标位置全部输入协作机器人500的系统内,让协作机器人了解艾条回收装置200的存在和具体空间位置,以便于后续协作机器人500携带艾灸执行器600与艾条回收装置200配合工作的时候可以快速响应等。

上述对用于艾灸的机器设备的具体组成结构进行了描述,下面对使用本申请用于艾灸的机器设备的一个实施例进行描述。

第一步启动设备。当用于艾灸的机器设备启动时,机器设备运行自检程序,并将协作机器人500、协作直线运动模组400、艾条回收装置200的插杆直线移动模组205等移动至各自的原点位置,并将气动夹爪604处于松开的状态。比如:协作机器人500将艾灸执行器600运动到除尘盒300的漏斗结构307的正上方一定距离,并使得艾条套管606的中心对照除尘盒300的毛刷306的中心,此位置即为协作机器人500的原点位置。协作直线运动模组400将滑块404运动至原点位置传感器407所在的位置即为协作直线运动模组400的原点位置。艾条回收装置200的插杆直线移动模组205将滑块移动至插杆原点位置传感器202所在的位置即为其原点位置。

第二步艾条上料。理疗师可以将艾条900点燃,并将艾条900点燃的一端朝下,通过艾灸执行器保护罩601上的艾条放置口6013放入艾条套管606中,艾条900会由于弹簧钢片6062的夹持停止在艾条套管606内的下落,由于新的艾条900长度尺寸正好和艾灸执行器保护罩601的高度一致,此时理疗师可以直接将艾条900往艾条套管606内推,使艾条900与艾条放置口6013平齐,此时艾条900的燃点部分正好克服弹簧钢片6062的夹持力穿行过艾条套管606下方的气动夹爪604的松开夹爪6042到达工作位置。

第三步艾条工作位置检测。不管艾条900是否为新的艾条,在上述艾条上料步骤之后要进行艾条工作位置检测。协作机器人500根据系统内记录的坐标将艾灸执行器600运动到艾条回收装置200的插杆203下方,具体为艾条放置口6013可以正对插杆203下方,艾条套管605的正下方正对回收盒本体201的艾条回收通孔,并使得艾条套管606的中心与插杆203的中心轴对齐,艾条工作位置传感器202通过艾灸执行器保护罩600的侧面的检测缺口6012检测艾条900是否在预设的工作位置,若不在工作位置,则启动插杆直线移动模组205的电机使得插杆206从原点位置向下移动,插杆206向下移动进入艾条放置口6013进入艾条套管606内对艾条900施加轴向力,迫使其克服弹簧钢片6062的夹持力向下移动,直至艾条工作位置传感器202检测到艾条900在工作位置的反馈信号,此时反向启动插杆直线移动模组205的电机使得插杆206向上移动回到原点位置,此时艾条工作位置传感器202可以再次检测通过艾灸执行器保护罩601的侧面的检测缺口6012检测艾条900是否在预设的工作位置,若在,则证明艾条900确实在艾灸执行器600的艾条套管606内并正被弹簧钢片6062夹持,此时可以启动气动夹爪604进行对艾条900夹紧;若不在,则证明艾灸执行器600内并没有艾条存在,提示需要添加艾条,协作机器人500运动返回原点位置。艾条工作位置传感器202再次检测的目的在于排除艾条过短和并没有放置艾条的情况,比如:在艾条工作位置传感器202采用对射式光电传感器的情况下,会将插杆206向下移动进入艾条放置口6013、穿过艾条套管606、穿过气动夹爪604的夹爪6042时一样会触发假的艾条900在工作位置的反馈信号,可见此时并没有艾条900,检测到的其实是插杆206,可见在插杆206回到原点位置的时候再次检测可以避免该问题的发生;另外艾条900的长度少于弹簧钢片6062夹持点至艾条工作位置传感器202检测点的绝对垂直长度为艾条过短,过短的艾条可能会烧到对艾条进行夹持的夹爪604,损坏夹爪604,这类过短的夹爪604会被艾条工作位置传感器202再次检测排除。当然,也可以通过协作机器人500的系统内存储的插杆206的原点坐标、插杆206长度、以及触发工作位置的反馈信号时相应在艾条套管中心轴的对应触发坐标位置(即艾条工作位置时燃点中心坐标位置),计算得知艾条工作位置时燃点中心坐标位置到插杆206底面中心点的坐标位置即为艾条的长度,通过艾条的长度判断其是否合适使用。当然也还有其他方式用来确定艾条的长度,在此就不一一进行举例。

第四步执行艾灸。执行艾灸的过程多种多样,根据协作机器人接收到的指令不同可以完成不同的动作,下面仅就几个实施例进行说明。在第三步中确定艾灸执行器600中夹持有艾条900之后,抽气系统可以启动以保证艾灸执行器保护罩内的空气得到净化。执行艾灸可以有多种方式,其中一种可以是仅仅辅助理疗师夹持艾条,对于艾灸者的艾灸部位、艾灸时间、艾灸部位执行顺序等都不关心,全程由理疗师现场操作指导。另外一种是全程自动化,协作机器人500根据预设的指令将艾灸执行器600运动到卧具800上方,利用艾灸执行器600中的测距传感器605和/或视觉组件603对卧具800进行检测识别,判断是否存在需要进行艾灸的艾灸者700。若存在,则通过视觉组件603对艾灸者700进行拍照并识别照片中的预设的其中三个穴位,通过这个三个穴位的位置可以为艾灸者700确立一个工件坐标系。通过上述三个穴位之间的相对位置关系,系统参考人体的穴位结构关系模型可以得到艾灸者700的所有穴位位置,即在工件坐标上所有的工作坐标点。此时,可以可以根据需要指挥协作机器人500对艾灸者700的全身艾灸部分进行精确的艾灸。需要说明的是,在艾灸过程中,艾灸者700可能会产生一定的移动,所以视觉组件603每隔一段时间应对艾灸者进行拍照,重新确定该三个穴位的位置,并更新最新的工件坐标系,这样即使艾灸者有一定的身体移动,系统都可以根据最新的工作坐标获取当前艾灸者当前的艾灸部位。测距传感器同样也每个一段时间应对艾灸者进行测距,及时了解艾灸者与到艾灸执行器之间的距离,特别是艾灸者到艾条燃点的距离,当测距传感器发现距离发生改变时,系统需要快速做出调整,即控制协作机器人调节艾灸执行器到艾灸者之间的距离,从而能精确的控制艾灸温度以及避免艾条烫伤艾灸者等。需要说明的是,在第三步工作位置检测时得知艾条的燃点位置,在本步骤可以通过测距传感器得知燃点到艾灸者之间的距离,再结合对艾条燃烧速度的补偿值,可以得知艾条在燃烧过程的燃点到艾灸者之间的距离。

利用三个穴位建立工件坐标系的过程较为复杂,大致过程如下:系统事先收集了一定数量的不同身高体重人群的穴位分布坐标,并找出其中三个穴位坐标作为建立工件坐标系的三个基准点。由于不同身高体重的人这三个穴位会有一定的偏差,可以将身高体重分为不同的区间段,相同身高体重区间段的人的穴位相差不大,此时可以认为这三个基准点的穴位是一样的,然后就可以根据收集到的不同身高体重人群的穴位分布,得到各个区间段这三个机组穴位的位置,这样就可以给所有身高体重范围内的人群都可以得到他们这三个基准穴位的大致位置,并且男女分别建立数据库。当艾灸患者来进行艾灸时,操作者先对其身高体重进行测量,并将其录入系统中。这样就可以根据艾灸患者的性别以及处于哪个身高体重区间从而确定患者三个基准穴位的位置。

值得注意的是,在艾灸的过程中,协作机器人可以每隔预设时间就将艾灸执行器600移动到除尘盒300的上方,并使得艾条900的燃点对准毛刷306,并驱动电机304带动毛刷306给艾条900除灰,灰烬随着漏斗结构的扇面落入杯子302中,配合启动除尘系统效果更佳。可以理解的是,在艾灸过程中,协作机器人也需要每隔一段时需要将艾灸执行器600移动到艾条回收装置200的插杆203下方,对艾条进行工作位置的矫正或对艾条进行回收,具体过程请参考上一步骤,在此不再赘述。

第五步,结束艾灸,回收艾条。完成艾灸过程之后,协作机器人500将艾灸执行器600运动到艾条回收装置200的插杆203下方,对艾条进行回收,再将艾灸执行器回归原点位置。此时理疗师需要对艾条回收盒本体201的回收艾条进行处理即可。

以上内容时结合具体实施例方式对本申请做出的说明,不能认定为本申请的具体实施仅限于这些实施例。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干的变换与替换,此时都应视为属于本申请的保护范围。

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