CN109431790A - 一种艾灸机械臂及其艾灸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种艾灸机械臂及其艾灸方法，是针对解决现有同类产品较难适用艾灸疗手法的机械臂操作使用，推广应用较为不便的技术问题而设计。该艾灸机械臂包括机械臂、连接器和末端支架，所述末端支架的一侧盘面设有用于固定艾条的棒针，末端支架中间另一侧盘面中心的楔套设有连接器，连接器与机械臂的第二旋转盘连接，机械臂的旋转臂之间通过连杆结构带动实现操动，末端支架的盘面设有四根或六根棒针；其要点是操作人员通过操作控制主机或智能手机上的软件，将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的，该软件将艾灸手法转化为控制流程和算法，使机械臂模拟人手来进行艾灸。

Description

一种艾灸机械臂及其艾灸方法

技术领域

本发明涉及艾灸机械臂领域，是一种艾灸机械臂及其艾灸方法。

背景技术

艾灸是一种中医针灸疗法中的灸法，其主要是用艾叶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。其中，太极开合灸疗法是在中医理论的基础上，以独特的经方汤液针灸理论结合太极开合理论而独创的艾灸疗法。此艾灸疗法灵活运用太极开合刮刷手法、太极开合啄切手法、太极开合雀啄手法、太极开穴疏通手法，以及太极风钻排寒手法进行艾灸，拥有较好的中医养生功效。但现有同类艾灸疗法一般是靠人手持艾条来做上述手法，不仅耗时费力、手法缺少稳定性，并且难以复制，无法扩大服务人群；为此一些用于同类目的的机械臂产品营运而生，如中国专利文献中披露的申请号201120321145.3，授权公告日2012.05.02，实用新型名称“一种艾灸自动机械手臂”。但艾灸根据每个人的中医理疗目的不同，个体身材不同，其手法也各有不同，现有的艾灸器械和同类产品，没有一种能根据操作者的手法完成私人定制式的手法模拟。同时，现有同类支架产品在艾条的挂载方面，需要能阻隔并反射能量、保证艾条的充分燃烧，便于机械臂末端使用的支架，也都较难满足上述要求。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种主要针对太极开合灸疗手法的艾灸机械臂及其艾灸方法，使其主要解决现有同类产品较难适用艾灸疗手法的机械臂操作使用，艾灸手法的智能程度较低，推广应用较为不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种艾灸机械臂，该艾灸机械臂包括机械臂、连接器和末端支架，所述机械臂的第一旋转臂一端与底盘的一端铰接，铰接处的第一旋转臂一侧设有第一旋转电机，底座内底座电机的电机轴与第一旋转臂的底盘铰接处另一端底盘连接，第一旋转臂的另一端通过第一转轴与第二旋转臂的一端连接，连接处的一侧设有第一旋转盘，第二旋转臂的另一端通过第二转轴与第二旋转盘的一端连接，第二旋转盘的另一端设有第二摆轴，第二摆轴通过第二旋转臂内的第二摇臂机构与第一转轴连接，第一旋转臂内的第一摇臂机构一端与第一转轴连接，第一摇臂机构的另一端与第一旋转臂的第一摆轴连接，第一摆轴处的第一旋转臂另一侧设有第二旋转电机，第一摆轴位于第一旋转臂与底盘铰接处上方的第一旋转臂，第一旋转电机、第二旋转电机、底座电机通过线路与底座内的控制板连接，控制板设有无线收发器、串线接口和外接电源插头；其结构设计要点是所述机械臂的第一旋转臂和第二旋转臂为两侧板件通过螺杆连接的框架板，第二旋转盘设置于第二旋转臂两侧板件之间的内侧，旋转座的末端支架一侧顶部槽口设有U字形开口，第一转轴和第一摆轴位于旋转座内，第一旋转臂与第一摇臂机构连接的第一摆轴通过固定杆与底盘连接，第一旋转臂和第二旋转臂的顶部分别设有第一臂罩壳和第二臂罩壳，第一臂罩壳和第二臂罩壳内分别设有第一扩展器和第二扩展器，第一扩展器和第二扩展器通过线路与控制板连接；末端支架的一侧盘面设有用于固定艾条的棒针，末端支架中间另一侧盘面中心的楔套设有连接器，连接器与第二旋转盘的支架连接，所述机械臂为四轴机械臂，所述机械臂、连接器和末端支架组成的设备为艾灸仪。从而通过上述该艾灸机械臂与控制主机或智能手机中的软件结合，即可模拟艾灸操作者的手法，自动为理疗者操作艾灸时的手法。

所述机械臂为五轴机械臂或六轴机械臂，末端支架的盘面设有四根或六根棒针，连接器与第二旋转盘的连接端为方形接头。从而根据上述结构特点，现有同类结构的五轴机械臂或六轴机械臂稍加改进，亦可满足该艾灸机械臂的使用；同时末端支架通过连接器便于更换和装卸，以及艾条在棒针上的安装和使用角度调节。

所述四根棒针的末端支架和六根棒针的末端支架相互套合，棒针插入前面末端支架的针孔，前面末端支架的楔套插入穿过后面的末端支架。上述结构便于四根棒针和六根棒针的末端支架之间的切换使用，省略了末端支架的更换操作。

所述末端支架的棒针一侧盘面设有热敏感应器，所述热敏感应器通过线路与所述电路板连接。上述热敏感应器用于判断艾条是否燃烧至末端，从而提醒操作人员和该艾灸机械臂停止工作，以及提醒理疗者艾灸过程完成。

所述末端支架的棒针一侧盘面设有穿过末端支架的限位棒，限位棒设置于移动盘，移动盘通过连接套套入末端支架的楔套外径，移动盘的连接套外径一侧设有盘边槽，盘边槽处的连接套外径齿条槽内设有齿条，齿条通过齿轮轴与齿条电机的电机轴连接，齿条与齿轮轴的齿轮啮合，齿条电机固定于第二旋转盘一端伸出的支架，移动盘的连接套通过弹簧与支架相抵，移动盘的连接套内设有阻尼橡胶套，齿轮电机通过线路与所述电路板连接。从而通过齿轮电机带动移动盘移动，进而带动移动盘的限位棒向后移动，从而既保证了艾条的正常理疗作用，又防止艾条理疗时靠的太近而烫伤理疗者。

所述齿轮轴与齿轮电机的电机轴之间设有行星齿轮盘，行星齿轮盘内齿轮轴的齿轮与等腰三角形分布的行星齿轮啮合的同时，行星齿轮与行星齿轮盘的盘盖内径齿圈啮合，行星齿轮盘固定于第二旋转盘一端伸出的支架，伸出末端支架的限位棒末端也设有所述热敏感应器，所述热敏感应器通过线路与所述电路板连接。从而通过热敏感应器进一步判断艾条的使用长度，即可通过齿轮电机控制移动盘和限位棒的移动，进而使限位棒的移动与艾条的燃烧进度同步，上述行星齿轮盘用于齿轮轴的进一步稳定转动和齿条带动。

根据上述艾灸仪的结构特点，其艾灸方法具体如下：所述控制板通过无线收发器、串线接口与控制主机连接，控制主机将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，使机械臂模拟人手来进行艾灸，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的。

根据上述控制主机通过计算机软件程序的工作原理，该艾灸机械臂为了便于家庭使用或作为共享产品使用，其亦可通过智能手机中的App软件程序使用和操作。即：所述控制板通过无线收发器、串线接口与智能手机连接，智能手机将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，使机械臂模拟人手来进行艾灸，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的。上述控制主机便于多机操作，智能手机便于单机操作。

所述控制主机或智能手机的实施步骤如下：1、功能识别：识别艾灸需求，翻译成功能需求；2、手法分解：将功能需求分解为太极开合刮刷手法、太极开合啄切手法、太极开合雀啄手法、太极开穴疏通手法、太极风钻排寒手法或其组合；3、手法建模：将手法分解为执行指令，排列在时序线上，输出时序的脚本；4、指令转化：将建模后的脚本，转化为机械臂的控制指令，实现空间的手法。从而将具体的操作手法分解为计算机程序或手机App软件直接读取的模拟信号，自动编程和存储起来，等待该艾灸机械臂下一次操作或上述手法重复操作时的数据信息，使该艾灸机械臂能自动完成下一次操作。同时，所述手法建模中手法分解的执行指令为直线、圆、椭圆和圆弧的执行指令。

本发明结构设计合理，使用、操作方便，生产成本低，推广应用前景好；其适合作为同类艾灸手法自动操作的艾灸机械臂使用，以及同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明的建模方法流程方框图。

图2是本发明的控制主机工作原理示意图。

图3是本发明的智能手机工作原理示意图。

图4是本发明的艾灸仪结构示意图。

图5是本发明的末端支架结构示意图一。

图6是本发明的末端支架结构示意图二。

图7是本发明的末端支架改进型结构示意图一。

图8是图7中的齿条与齿条电机工作原理结构示意图。

图9是本发明的末端支架改进型结构示意图二。

附图序号及名称：1、艾灸仪，2、控制主机，3、智能手机，4、底座，5、旋转座，6、第一旋转电机，7、第一旋转臂，8、第一臂罩壳，9、第一旋转盘，10、第二臂罩壳，11、第二旋转臂，12、末端支架，13、棒针，14、艾条，15、热敏感应器，16、连接器，17、限位棒，18、移动盘，19、齿条，20、齿条电机。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的具体实施步骤进行进一步的具体描述。如图4-图6所示，该艾灸机械臂包括机械臂、连接器16和末端支架12，机械臂、连接器和末端支架组成的设备为艾灸仪1，机械臂的第一旋转臂7一端与底盘的一端铰接，铰接处的第一旋转臂一侧设有第一旋转电机6，底座4内底座电机的电机轴与第一旋转臂的底盘铰接处另一端底盘连接，第一旋转臂的另一端通过第一转轴与第二旋转臂11的一端连接，连接处的一侧设有第一旋转盘9，第二旋转臂的另一端通过第二转轴与第二旋转盘的一端连接，第二旋转盘的另一端设有第二摆轴，第二摆轴通过第二旋转臂内的第二摇臂机构与第一转轴连接，第一旋转臂内的第一摇臂机构一端与第一转轴连接，第一摇臂机构的另一端与第一旋转臂的第一摆轴连接，第一摆轴处的第一旋转臂另一侧设有第二旋转电机，第一摆轴位于第一旋转臂与底盘铰接处上方的第一旋转臂。机械臂的第一旋转臂和第二旋转臂为两侧板件通过螺杆连接的框架板，第二旋转盘设置于第二旋转臂两侧板件之间的内侧，旋转座5的末端支架一侧顶部槽口设有U字形开口，第一转轴和第一摆轴位于旋转座内，第一旋转臂与第一摇臂机构连接的第一摆轴通过固定杆与底盘连接，第一旋转臂和第二旋转臂的顶部分别设有第一臂罩壳8和第二臂罩壳10，第一臂罩壳和第二臂罩壳内分别设有第一扩展器和第二扩展器，第一旋转电机、第二旋转电机、底座电机、第一扩展器和第二扩展器通过线路与底座内的控制板连接，控制板设有无线收发器、串线接口和外接电源插头，上述机械臂为四轴机械臂。末端支架的一侧盘面设有用于固定艾条14的棒针13，末端支架中间另一侧盘面中心的楔套设有连接器16，连接器与第二旋转盘的支架连接，末端支架的盘面设有四根或六根棒针，末端支架的棒针一侧盘面设有热敏感应器15，热敏感应器通过线路与所述电路板连接。

如图1-图3所示，其工作原理如下：操作人员通过操作控制主机2或智能手机3上的软件，将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的。控制主机通过wifi或者串口线与机械臂通信，智能手机通过wifi与机械臂通信，控制主机和智能手机上安装养生软件，该软件将艾灸手法转化为控制流程和算法，使机械臂模拟人手来进行艾灸。当热敏感应器感应到盘面处的温度明显升高，判断为棒针上的艾条已经燃烧殆尽，控制主机或智能手机触发指令至电路板停止该艾灸机械臂。

以太极开合灸疗手法的建模为例，其整个流程有以下几个步骤：1、功能识别：识别艾灸需求，翻译成功能需求；2、手法分解：将功能需求分解为太极开合刮刷手法、太极开合啄切手法、太极开合雀啄手法、太极开穴疏通手法、太极风钻排寒手法或其组合；3、手法建模：将手法分解为直线、圆、椭圆和圆弧的执行指令，排列在时序线上，输出时序的脚本；4、指令转化：将建模后的脚本，转化为机械臂的控制指令，实现空间的手法。

如图7、图8所示，末端支架的棒针一侧盘面设有穿过末端支架的限位棒17，末端支架的盘面设有四根限位棒，限位棒设置于移动盘18，移动盘通过连接套套入末端支架的楔套外径，移动盘的连接套外径一侧设有盘边槽，移动盘的连接套外径齿条槽内设有齿条19，齿条通过齿轮轴与齿条电机20的电机轴连接，齿条与齿轮轴的齿轮啮合，齿条电机固定于第二旋转盘一端伸出的支架，移动盘的连接套通过弹簧与支架相抵，移动盘的连接套内设有阻尼橡胶套，齿轮电机通过线路与所述电路板连接。齿轮轴与齿轮电机的电机轴之间设有行星齿轮盘，行星齿轮盘内齿轮轴的齿轮与等腰三角形分布的行星齿轮啮合的同时，行星齿轮与行星齿轮盘的盘盖内径齿圈啮合，行星齿轮盘固定于第二旋转盘一端伸出的支架，伸出末端支架的限位棒末端也设有所述热敏感应器，所述热敏感应器通过线路与所述电路板连接。从而通过限位棒防止艾条烫伤理疗者，并且限位棒通过末端的热敏感应器对温度的感应，由齿轮电机带动移动盘移动，从而使限位棒跟随艾条燃烧同步移动，进而同时保证了艾条的理疗效果。

如图9所示，四根棒针的末端支架和六根棒针的末端支架相互套合，棒针插入前面末端支架的针孔，前面末端支架的楔套插入穿过后面的末端支架。从而无需更换末端支架，即可实现四根棒针的末端支架与六根棒针的末端支架之间的使用切换。

综上所述，本发明创新地使用机械臂作为载体，并研发制作了多种艾条支架，将艾灸手法转化为特殊的控制流程和算法，以实现太极开合灸疗法中的各种手法。同时，经过反复的实验，得出一种简单高效的支架，便于艾条的装载和使用，取得了较好的效果，整体方案达到并超越人手持艾灸的功效。

本发明的技术关键点如下：1、使用机械臂来进行艾灸的模式因为采用了机械臂，能够灵活实现空间的定位和特定的运动轨迹，所以克服了传统机械模式的艾灸仪手法单一、不方便手法升级和新增手法等问题，进而具有较高的灵活性和较好的实用性。2、太极开合灸疗手法的建模因为将太极开合灸疗法的手法进行建模和分解，克服了手法较难与控制程序转化的问题，进而使机械臂的手法与人的手法具有较高的相似度。3、艾灸支架因为采用了特定外形和尺寸的支架，所以克服了艾条能量往机械臂端辐射、艾条不便装载和不充分燃烧，以及与机械臂无法适配连接等问题，进而具有使用方便、较好发挥艾条作用的优点。

Claims (10)

1.一种艾灸机械臂，该艾灸机械臂包括机械臂、连接器(16)和末端支架(12)，所述机械臂的第一旋转臂(7)一端与底盘的一端铰接，铰接处的第一旋转臂一侧设有第一旋转电机(6)，底座(4)内底座电机的电机轴与第一旋转臂的底盘铰接处另一端底盘连接，第一旋转臂的另一端通过第一转轴与第二旋转臂(11)的一端连接，连接处的一侧设有第一旋转盘(9)，第二旋转臂的另一端通过第二转轴与第二旋转盘的一端连接，第二旋转盘的另一端设有第二摆轴，第二摆轴通过第二旋转臂内的第二摇臂机构与第一转轴连接，第一旋转臂内的第一摇臂机构一端与第一转轴连接，第一摇臂机构的另一端与第一旋转臂的第一摆轴连接，第一摆轴处的第一旋转臂另一侧设有第二旋转电机，第一摆轴位于第一旋转臂与底盘铰接处上方的第一旋转臂，第一旋转电机、第二旋转电机、底座电机通过线路与底座内的控制板连接，控制板设有无线收发器、串线接口和外接电源插头；其特征在于所述机械臂的第一旋转臂(7)和第二旋转臂(11)为两侧板件通过螺杆连接的框架板，第二旋转盘设置于第二旋转臂两侧板件之间的内侧，旋转座(5)的末端支架(12)一侧顶部槽口设有U字形开口，第一转轴和第一摆轴位于旋转座内，第一旋转臂与第一摇臂机构连接的第一摆轴通过固定杆与底盘连接，第一旋转臂和第二旋转臂的顶部分别设有第一臂罩壳(8)和第二臂罩壳(10)，第一臂罩壳和第二臂罩壳内分别设有第一扩展器和第二扩展器，第一扩展器和第二扩展器通过线路与控制板连接；末端支架(12)的一侧盘面设有用于固定艾条(14)的棒针(13)，末端支架中间另一侧盘面中心的楔套设有连接器(16)，连接器与第二旋转盘的支架连接，所述机械臂为四轴机械臂，所述机械臂、连接器和末端支架组成的设备为艾灸仪(1)。

2.如权利要求1所述艾灸机械臂，其特征在于所述机械臂为五轴机械臂或六轴机械臂，末端支架(12)的盘面设有四根或六根棒针(13)，连接器(16)与第二旋转盘的连接端为方形接头。

3.如权利要求2所述艾灸机械臂，其特征在于所述四根棒针(13)的末端支架(12)和六根棒针的末端支架相互套合，棒针插入前面末端支架的针孔，前面末端支架的楔套插入穿过后面的末端支架。

4.如权利要求1所述艾灸机械臂，其特征在于所述末端支架(12)的棒针(13)一侧盘面设有热敏感应器(15)，所述热敏感应器通过线路与所述电路板连接。

5.如权利要求1所述艾灸机械臂，其特征在于所述末端支架(12)的棒针(13)一侧盘面设有穿过末端支架的限位棒(17)，限位棒设置于移动盘(18)，移动盘通过连接套套入末端支架的楔套外径，移动盘的连接套外径一侧设有盘边槽，盘边槽处的移连接套外径齿条槽内设有齿条(19)，齿条通过齿轮轴与齿条电机(20)的电机轴连接，齿条与齿轮轴的齿轮啮合，齿条电机固定于第二旋转盘一端伸出的支架，移动盘的连接套通过弹簧与支架相抵，移动盘的连接套内设有阻尼橡胶套，齿轮电机通过线路与所述电路板连接。

6.如权利要求5所述艾灸机械臂，其特征在于所述齿轮轴与齿轮电机(20)的电机轴之间设有行星齿轮盘，行星齿轮盘内齿轮轴的齿轮与等腰三角形分布的行星齿轮啮合的同时，行星齿轮与行星齿轮盘的盘盖内径齿圈啮合，行星齿轮盘固定于第二旋转盘一端伸出的支架，伸出末端支架的限位棒末端也设有所述热敏感应器(18)，所述热敏感应器通过线路与所述电路板连接。

7.如权利要求1所述艾灸机械臂的艾灸方法，其特征在于所述控制板通过无线收发器、串线接口与控制主机(2)连接，控制主机将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，使机械臂模拟人手来进行艾灸，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的。

8.如权利要求7所述艾灸机械臂的艾灸方法，其特征在于所述控制板通过无线收发器、串线接口与智能手机(3)连接，智能手机将艾灸手法转换为控制指令，发送给机械臂，装载了艾条支架的机械臂来执行指令，使机械臂模拟人手来进行艾灸，达到运用艾灸手法进行艾灸的目的。

9.如权利要求8所述艾灸机械臂的艾灸方法，其特征在于所述控制主机(1)或智能手机(2)的实施步骤如下：a)、功能识别：识别艾灸需求，翻译成功能需求；b)、手法分解：将功能需求分解为太极开合刮刷手法、太极开合啄切手法、太极开合雀啄手法、太极开穴疏通手法、太极风钻排寒手法或其组合；c)、手法建模：将手法分解为执行指令，排列在时序线上，输出时序的脚本；d)、指令转化：将建模后的脚本，转化为机械臂的控制指令，实现空间的手法。

10.如权利要求9所述艾灸机械臂的艾灸方法，其特征在于所述手法建模中手法分解的执行指令为直线、圆、椭圆和圆弧的执行指令。