CN110037918A - 一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统，包括：艾灸机械臂，用于控制艾灸盒中艾灸条进行艾灸的艾灸机械臂；控制盒，与艾灸机械臂的动力机构连接；温度传感器，用于检测艾灸的艾条温度，与控制盒连接；距离传感器，用于检测艾灸盒距离人体受灸表面的距离，与控制盒连接；摄像头，用于拍摄人体受灸的情况，且与控制盒连接；控制面板，与控制盒连接，用于受灸人员观看受灸情况，受灸人员自由设定艾灸轨迹；所述控制面板还设置有紧急按键，用于快速回复原点。本发明通过控制盒控制艾灸机械臂，实现回旋灸、温和灸和雀啄灸等多种艾灸方式，并通过紧急能够实现迅速回复原位，防止机械手失控伤人，受灸人员能够自由设定艾灸路线。

Description

一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统

技术领域

本发明涉及艾灸设备领域，尤其是一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统。

背景技术

目前来说，现有现有人体艾灸方式一般都是采用人工手动的方式进行移动艾灸，例如：温和灸、雀啄灸、回旋灸和隔物灸等等；但是由于人工操作，长时间操作，人手的控制没有那么精准，容易疲劳。尽管现有存在的一些艾灸仪，但一般为只能实现两轴联动，并且通过伸缩气缸来控制艾灸盒来实现上下升降移动，但是却无法实现前后移动，所以不具有回旋灸的艾灸效果，只能实现雀啄灸，无法实现多种艾灸方式，所以在需要使用其他艾灸手法的时候，需要人工移动艾灸仪配合，所以无法做到全自动。此外，现有的专门用于回旋灸的艾灸仪（CN203123004U），是通过电机和齿轮组结构驱动艾灸盒旋转，所以实现回旋灸的，但是这种回旋灸的所需要耗费的艾草就多，便给只能固定位置，无法根据设定的艾灸位置然后自动进行艾灸，智能单独执行一种艾灸方式，功能单一；需要手动调节艾灸盒距离受灸体的距离，无法自动调节。同时也存在一些能够实现回旋灸和雀啄灸的艾灸设备，但是这些艾灸设备比较庞大、占用的空间多、结构复杂，制造成本高等技术问题；以及现有艾灸系统中安全防护性能差，无法由受灸人员自由操作等等问题。

因此，还有待于对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统，旨在于解决现有艾灸设备安全防护性能差，无法让受灸人员自由操控，以及无法自由定义艾灸轨迹和模式的技术问题。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其包括：

艾灸机械臂，用于进行控制艾灸盒中艾灸条进行艾灸的艾灸机械臂；

控制盒，用于控制艾灸机械臂，与艾灸机械臂的动力机构连接；

温度传感器，用于检测艾灸的艾条温度，与控制盒连接；

距离传感器，用于检测艾灸盒距离人体受灸表面的距离，与控制盒连接；

控制面板，与控制盒连接，用于设置受灸温度、受灸方式、观察受灸表面的温度，以及自由设定艾灸轨迹；

所述控制面板还设置有紧急按键，用于迅速回复原点。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，还包括用于拍摄人体受灸情况的摄像头，且摄像头与控制盒连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述艾灸机械臂包括：摆放在艾灸床边的支座、机器手臂机构和用于放置艾灸条的艾灸盒，所述机器手臂机构的一端安装在支座的顶端，所述机器手臂机构的另一端与艾灸盒连接，所述控制盒用于控制机器手臂机构。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述机器手臂机构包括固定安装在支座顶部的第一电机、与第一电机连接的第一连接杆，与第一连接杆连接的第二电机，与第二电机连接的第二连接杆以及与艾灸盒连接的第三电机。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第一连接杆的一端设置有第一电机连接的转轴座，通过该转轴座与第一电机的转轴相互连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第一连接杆的另一端设置有用于安装第二电机的“凸”形安装座，第二电机固定在“凸”形安装座上面，且通过转轴与第二连接杆的一端连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第二连接杆的一端设置有“L”型连接座，通过该“L”型连接座与第二电机的转轴连接，所述第三电机固定安装在第二连接杆的另一端，且第三电机的转轴与艾灸盒固定连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述支座包括底座和支撑柱，支撑柱的底端固定安装在底座上。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述控制盒包括用于控制艾灸机械臂中各个电机的控制器、用于处理受灸人员在照片上设定艾灸路线的图像处理模块、用于判断温度传感器检测的检测温度是否大于设定的设定温度和报警温度的温度判断模块；所述控制器分别与无线信号接收模块、图像处理模块和判断模块连接，所述控制器还与报警装置连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述图像处理模块包括用于采集照片设定艾灸轨迹的轨迹识别单元和用于分析艾灸轨迹的轨迹坐标分析单元，所述轨迹识别单元与轨迹坐标分析单元连接。

有益效果：本发明通过控制盒控制艾灸机械臂，进而实现全自动控制艾灸盒移动，使得艾灸盒中的艾灸条实现回旋灸、温和灸和雀啄灸等多种艾灸方式，并通过紧急按键能够实现迅速回复原点，防止机械手失控伤人，同时通过摄像头配合控制面板使用，所以受灸人员能够自由设定艾灸路线。此外，通过温度传感器可以检测到艾条温度，然后反馈给控制盒，由控制盒移动艾灸盒使得艾条的温度达到设定温度，而距离传感器检测设定温度对应的距离，将对应温度的距离传输给控制盒，由控制盒控制艾灸盒达到对应的高度，且设定的温度在控制面板上显示，同时操作人员还可以根据个人受热程度，同时也可以通过控制面板设定艾灸温度；当超过受灸人员的距离艾灸条的安全距离，报警装置发生报警，并由控制盒控制机器手臂机构迅速回复原位，或者由操作人员操作控制面板的紧急按键控制机器手臂迅速回到原点。所述距离传感器可以检测艾灸盒距离人体受灸位置的距离，并反馈给控制盒，所以控制盒可以根据控制面板按照设定的艾灸方式或者艾灸轨迹，实现自动艾灸；利用摄像头拍摄的照片，并在照片设定艾灸路线，有图像分析模块分析结果，得到控制参数，再由控制器根据控制参数来进行控制，距离传感器根据温度传感器检测设定温度来获取艾灸盒距离受灸人体的距离，然后控制机器手臂按照设定艾灸方式和艾灸轨迹来实现自动控制，并且由于机器手臂机构包括三个控制电机和2个连接杆，所以能够实现三轴控制，进而实现多种艾灸方式。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明中图像处理模块的结构框图。

图3是本发明的实施结构图。

图4是本发明的艾灸机械臂的结构示意图。

图5是本发明中另一种艾灸机械臂的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-5所示，本发明公开了一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其包括：

艾灸机械臂1，用于进行控制艾灸盒中艾灸条15进行艾灸的艾灸机械臂；

控制盒2，用于控制艾灸机械臂，与艾灸机械臂1的动力机构连接；

温度传感器3，用于检测艾灸的艾条温度，与控制盒2连接；

距离传感器4，用于检测艾灸盒距离人体受灸表面的距离，与控制盒2无线连接；

摄像头5，用于拍摄人体受灸的情况，与控制盒2连接；

控制面板6，与控制盒2连接，用于受灸人员观看受灸情况，显示艾灸盒距离受灸表面的距离、受灸表面的温度，以及受灸人员自由设定艾灸轨迹；

所述控制面板6还设置有紧急按键61，用于迅速回复原点。

采用上述结构后，本发明通过采用控制盒控制艾灸机械臂，所以能够根据设定的控制指令来实现全自动艾灸，由于艾灸设备采用及机械臂的方式，所以能够实现三个坐标的移动，实现回旋灸，雀啄灸，以及温和灸等多种艾灸方式；本发明的距离传感器是根据温度传感检测艾灸条的温度，是否达到设定温度，来读取艾灸距离，即是根据设定温度值取艾灸距离值；通过利用温度传感器能够检测艾灸条的温度，当检测温度高于设定温度时，则控制盒控制艾灸机械臂提升，使得放置在机械臂中的艾灸条远离一点温度传感器，以达到适中的艾灸温度；然后由距离传感器读取此时艾灸盒距离温度传感器的距离；或者当检测温度低于设定温度时，则控制盒控制艾灸盒下降，进而达到设定温度，而距离传感器检测此时的距离，反馈给控制盒，所以机器手臂移动到人体艾灸时，按照距离传感器的检测的到的距离，进行控制艾灸盒。此外，由于艾条在燃烧的时候回发生温度变化，所以需要不定时的将艾条移动到温度传感器上进行温度检测，以便于距离传感器检测相对应艾条此时温度的距离，然后反馈给控制盒，由控制盒进行控制。当距离传感器检测艾条距离人体的位置低于设定的安全距离，则报警装置进行报警，且控制盒控制艾灸机械臂迅速回复到原点。而距离传感器能够检测艾灸盒距离人体受灸表面的距离，所以能够便于控制盒实时接收到艾灸盒的Z轴坐标，方便控制艾灸机械臂，同时受灸人员也能够根据自己的承受能力自由控制。通过摄像头能观察受灸表面的情况，便并且拍摄的照片可以让受灸人员或者操作人员在上面规划艾灸轨迹（路线），而通过控制面板与控制盒有线连接，所以控制面板能够移动，受灸人员能够移动控制面板，并在控制面板上操作艾灸机械臂进行艾灸，能够通过控制面板在摄像头拍摄的照片上规划艾灸路线，或者选择已经内部已经设定好的艾灸路线，自由选择艾灸位置。此外，控制盒在控制艾灸机械臂完成设定的艾灸方式和轨迹后，自动回到原点，同时还可以通过控制面板进行语音控制艾灸机械臂的启动和停止。

优选的是，所述控制面板还可以是手机，通过在手机安装一个APP来进行操作。

所述摄像头5拍摄的照片输送到控制盒2中，然后传输到控制面板6，便于受灸体观察艾灸情况，方便受灸人员自己操作。

由于通过距离传感器4检测艾灸盒中艾灸条距离艾灸位置的间距，所以便于控制盒按2照设定的艾灸方式来实现自动控制第三电机，进而调整距离人体的间距。

优选的是，艾灸机械臂的第一连接杆设置有转动范围，或者在机械臂上设置有限位块，限制第一连接杆的转动范围，所以能够实现机械安全保护，防止产品电子失控误伤人，且上述限位块也即是机械手臂的原点，也即是机械手臂开始动作的起始点，而由于机械手臂在操作后，有可能复位会存在一定的误差，所以在可通过控制盒进行机械手臂复位的方式来调整，使得机械手臂回到起始点（即是原点），也可以通过手动将机械手臂直接拉回到原点。

由于在控制面板6上设置紧急按键61，所以在报警装置发生报警时，可以受灸人员或者操作人员按下紧急按键控制艾灸机械臂迅速回到原点。

优选的是，温度传感器3的底部设置有吸盘30，所以温度传感器可以防止在受灸人体上，或者受灸人体的旁边。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述艾灸机械臂1包括：摆放在艾灸床边的支座11、机器手臂机构10和用于放置艾灸条14的艾灸盒12，所述机器手臂机构10的一端安装在支座11的顶端，所述机器手臂机构10的另一端与艾灸盒12连接，所述控制盒2固定安装在支座11上端的一侧。

本发明的机器手臂机构与艾灸盒连接，而另一端安装在支座上，所以使得整个艾灸机械臂的结构简单，操作方便，能够实现多种艾灸方式，无需专业的艾灸医师进行操作。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述机器手臂机构10包括固定安装在支座11顶部的第一电机100、与第一电机100连接的第一连接杆101，与第一连接杆101连接的第二电机102，与第二电机102连接的第二连接杆103以及与艾灸盒12连接的第三电机104。

优选的是，第一电机100设定旋的角度范围0-180度，所以能够有效的产品电子失控后，机械手臂机构乱摆动伤害人；或者通过在支座11上端设置一个用于限制第一连接杆摆动的限位座8，该限位座8设置在第一电机100的两侧，限制第一连接杆101摆动的范围为0-180度，所以能够实现机械保护。

本发明通过手臂机构来实现控制艾灸盒实各种方位的移动，由控制盒2控制第一电机100旋转，进而带动第一连接杆101在水平面上摆动，而第二电机102驱动第二连接杆103在水平满上摆动，所以由于第一连接杆101和第二连杆103的配合摆动，所以能够实现平面上X、Y轴的坐标移动，而第三电机104安装在第二连接杆103的一端末，所以能够控制艾灸盒上、下移动，所以艾灸盒能够实现Z轴方向的移动，所以机械手臂机构10能够控制艾灸盒12实现三个轴向方向的运动，所以在控制盒2的控制下，艾灸盒12中的艾灸条13能够实现回旋灸、温和灸和雀啄灸等多种艾灸方式的艾灸，并且由于控制盒按照设定的轨迹和设定艾灸方式，全程精准控制没减少人工艾灸的疲劳，无需专业艾灸医师均可以实现艾灸，节省了艾灸的成本，同时设备结构简单，体积小，便于移动，不大可以实现坐式艾灸，也适合卧式艾灸。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第一连接杆101的一端设置有第一电机100连接转轴座101a，通过该转轴座101a与第一电机100的转轴相互连接；所以第一电机100可以控制第一连接杆101旋转摆动，实现水平面摆动。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第一连接杆101的另一端设置有用于安装第二电机的“凸”形安装座101b，第二电机102固定在“凸”形安装座101b上面，且通过转轴与第二连接杆103的一端连接；所以第二电机能够控制第二连接杆实现水平面摆动，因此，第一连接杆和第二连接杆相互配合能够实现水平面X、Y轴坐标的移动。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述第二连接杆103的一端设置有“L”型连接座103a，通过该“L”型连接座103a与第二电机102的转轴连接，所述第三电机104固定安装在第二连接杆103的另一端，且第三电机103的转轴与艾灸盒12固定连接；所以第二连接杆摆动不会受到第一连接杆的阻碍，能够实现360度的摆动，而第三电机能够实现Z轴方向的移动，配合第一连接杆和第二连接杆，能够试下三个轴向的位置移动。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述支座11包括底座110和支撑柱111，支撑柱111的底端固定安装在底座110上。

优选的是，所述底座110上还可以安装万向轮，所以能够实现移动艾灸机器手的位置，并且万向轮为可锁定的万向轮，所以移动后可以锁定，防止底座移动。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，还包括与控制盒2连接的报警装置7，该报警装置7包括指示灯70和蜂鸣器71，该报警装置安装在支撑柱111上。

当温度传感器3来检测受灸表面的温度，反馈给控制盒，当检测温度高度设定温度时，则控制第三电机提高艾灸盒，直到温度小于或者等于设定温度；当检测温度高于报警温度时，控制指示灯亮起，且蜂鸣器发出警报声音，并控制机器手臂机构回复原位。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述控制盒2包括用于控制艾灸机械臂中各个电机的控制器20、用于处理受灸人员在照片上设定艾灸路线的图像处理模块21、用于判断温度传感器检测的检测温度是否大于设定的设定温度和报警温度的温度判断模块22；所述控制器20分别与图像处理模块21和判断模块21连接，所述控制器20与报警装置7连接。

所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其中，所述图像处理模块21包括用于采集照片设定艾灸轨迹的轨迹识别单元210和用于分析艾灸轨迹的轨迹坐标分析单元211，所述轨迹识别单元210与轨迹坐标分析单元211连接。

优选的是，所述控制面板6设置有语音控制模块60，用于语音输入控制指令。

优选的是，所述控制盒和艾灸机械臂的内电机采用交流市电供电，或者充电池供电，或者发电系统供电。

优选的是，所述摄像头5和距离传感器4安装在艾灸盒上。

工作原理：首先，受灸体9躺在艾灸床13上趴下，将温度传感器3贴在受灸体9的后背，受灸体握住控制面板，启动艾灸仪，并且根据里面设定艾灸方式和艾灸轨迹，自由选择；当选择好艾灸方式和艾灸轨迹，则控制盒控制机器手机构按照设定的艾灸方式和艾灸轨迹，自动完成艾灸；所以现将艾灸盒移动到温度传感器的上方，由温度传感器检测艾条的温度是否达到设定温度，如果没有达到，则控制盒控制艾灸盒升或者降，直到达到设定温度，再由距离传感器检测此时艾灸盒距离温度传感器的距离；所以根据设定温度，读取距离反馈给控制盒，所以控制艾灸盒距离受灸位置在设定温度的距离进行艾灸。当距离传感器检测到艾条距离人体的距离低于报警值，则控制盒控制报警装置报警，同时操作人员可以按下紧急按键，将艾灸仪迅速回复到初始位置，并且关闭。此外，受灸体也可以根据摄像头拍摄的受灸照片，自己在控制面板上设定艾灸方式、艾灸轨迹，并且配合距离传感器检测的距离数据和温度传感器检测到的温度，自行调整艾灸高度。

本发明通过控制盒控制艾灸机械臂，进而实现全自动控制艾灸盒移动，使得艾灸盒中的艾灸条实现回旋灸、温和灸和雀啄灸等多种艾灸方式，并通过紧急按键能够实现迅速回复原点，防止机械手失控伤人，同时通过摄像头配合控制面板使用，所以受灸人员能够自由设定艾灸路线。此外，通过温度传感器可以检测到艾条温度，然后反馈给控制盒，由控制盒移动艾灸盒使得艾条的温度达到设定温度，而距离传感器检测设定温度对应的距离，将对应温度的距离传输给控制盒，由控制盒控制艾灸盒达到对应的高度，且设定的温度在控制面板上显示，同时操作人员还可以根据个人受热程度，同时也可以通过控制面板设定艾灸温度；当超过受灸人员的距离艾灸条的安全距离，报警装置发生报警，并由控制盒控制机器手臂机构迅速回复原位，或者由操作人员操作控制面板的紧急按键控制机器手臂迅速回到原点。所述距离传感器可以检测艾灸盒距离人体受灸位置的距离，并反馈给控制盒，所以控制盒可以根据控制面板按照设定的艾灸方式或者艾灸轨迹，实现自动艾灸；利用摄像头拍摄的照片，并在照片设定艾灸路线，有图像分析模块分析结果，得到控制参数，再由控制器根据控制参数来进行控制，距离传感器根据温度传感器检测设定温度来获取艾灸盒距离受灸人体的距离，然后控制机器手臂按照设定艾灸方式和艾灸轨迹来实现自动控制，并且由于机器手臂机构包括三个控制电机和2个连接杆，所以能够实现三轴控制，进而实现多种艾灸方式。

以上是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本发明技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，包括：

艾灸机械臂（1），用于进行控制艾灸盒中艾灸条进行艾灸的艾灸机械臂；

控制盒（2），用于控制艾灸机械臂，与艾灸机械臂（1）的动力机构连接；

温度传感器（3），用于检测艾灸的艾条温度，与控制盒（2）连接；

距离传感器（4），用于检测艾灸盒距离人体受灸表面的距离，与控制盒（2）连接；

控制面板（6），与控制盒（2）连接，用于设置受灸温度、受灸方式、观察受灸表面的温度，以及自由设定艾灸轨迹；

所述控制面板（6）还设置有紧急按键（61），用于迅速回复原点。

2.根据权利要求1所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，还包括用于拍摄人体受灸情况的摄像头，且摄像头与控制盒连接。

3.根据权利要求1所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述艾灸机械臂（1）包括：摆放在艾灸床边的支座（11）、机器手臂机构（10）和用于放置艾灸条的艾灸盒（12），所述机器手臂机构（10）的一端安装在支座（11）上，所述机器手臂机构（10）的另一端与艾灸盒（12）连接。

4.根据权利要求2所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述机器手臂机构（10）包括固定安装在支座（11）顶部的第一电机（100）、与第一电机（100）连接的第一连接杆（101），与第一连接杆（101）连接的第二电机（102），与第二电机连接的第二连接杆（103）以及与艾灸盒（12）连接的第三电机（104）。

5.根据权利要求3所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述第一连接杆（101）的一端设置有第一电机连接的转轴座（101a），通过该转轴座（101a）与第一电机的转轴相互连接。

6.根据权利要求4所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述第一连接杆（101）的另一端设置有用于安装第二电机的“凸”形安装座（101b），第二电机（102）固定在“凸”形安装座（101b）上面，且通过转轴与第二连接杆（103）的一端连接。

7.根据权利要求3所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述第二连接杆（103）的一端设置有“L”型连接座（103a），通过该“L”型连接座（103a）与第二电机的转轴连接，所述第三电机（104）固定安装在第二连接杆（103）的另一端，且第三电机（104）的转轴与艾灸盒（12）固定连接。

8.根据权利要求3所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述支座（11）包括底座（110）和支撑柱（111），支撑柱（111）的底端固定安装在底座（110）上。

9.根据权利要求8所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述控制盒（2）包括用于控制艾灸机械臂中各个电机的控制器（20）、用于处理受灸人员在照片上设定艾灸路线的图像处理模块（22）、用于判断温度传感器检测的检测温度是否大于设定的设定温度和报警温度的温度判断模块（23）；所述控制器（20）分别与图像处理模块（21）和判断模块（22）连接，所述控制器（20）还与报警装置（7）连接。

10.根据权利要求9所述的全自动艾灸机械臂的艾灸系统，其特征在于，所述图像处理模块（21）包括用于采集照片设定艾灸轨迹的轨迹识别单元（210）和用于分析艾灸轨迹的轨迹坐标分析单元（211），所述轨迹识别单元（210）与轨迹坐标分析单元（211）连接。