CN110141481A - 医用欠驱动按摩机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用欠驱动按摩机械手，包括配置支架、医用欠驱动按摩机械手和调节装置。医用欠驱动按摩机械手解决了患者平躺时腹部高度不规则变化导致的按摩轨迹规划困难的问题；通过机械手按摩可延长灌肠液在患者体内的留存时间，加速灌肠液与粪便的混合速度与充分程度，大大提高单次灌肠后肠道的清洁程度，减少清洁肠道需要的灌肠次数，提高灌肠的效率。

Description

医用欠驱动按摩机械手

技术领域

本发明属于医疗器械和机器人技术领域，尤其涉及一种医用欠驱动按摩机械手。

背景技术

清洁灌肠是肠道检查或肠道手术前的重要步骤。如果未能排清肠道则易造成肠道检查结果不准确，或者出现患者术中排便的情况。

我国大多数医院在实施清洁灌肠时仍使用人工灌肠方式。人工灌肠过程繁琐，导致医务人员的工作强度大。人工灌肠依靠患者走动带动肠道蠕动的方式实现灌肠液与粪便的混合，若想使二者混合均匀则需要较长的时间，导致灌肠效率较低；同时人工灌肠清洁肠道的效果不佳，必须进行多次灌肠操作才能使肠道清洁，此为灌肠效率低的又一重要原因。同时由于灌肠属于侵入性操作，多次插拔肛管易引发痔疮或肛门括约肌松弛等并发症。

灌肠液与粪便混合的充分程度决定了单次灌肠后患者肠道清洁程度。灌肠液与粪便混合越充分越利于粪便排出体外，单次灌肠后肠道越清洁。灌肠液与粪便混合的充分程度决定于灌肠液在患者肠道内保留时间长短以及灌肠液与粪便混合的实现方式。人工灌肠依靠患者走动进而带动肠道蠕动的方式实现灌肠液与粪便的混合。该方式需要较长时间方能实现灌肠液与粪便的充分混合，是人工灌肠效率较低的主要原因。灌肠液在患者体内保留时间长短决定于患者对灌肠液的耐受程度。灌肠液在耐受程度较弱的患者体内保留时间较短，不能达到灌肠液与粪便的充分混合即排出体外，单次灌肠效果较差；尽管灌肠液在耐受程度较强的患者体内保存时间长，能使灌肠液与粪便充分混合，但是混合方式决定了灌肠效率低。

为了提高灌肠效率和灌肠效果，研究人员做了大量的研究与探索，包括灌肠方法的改善、灌肠设备的更新和灌肠药物的开发。无论方法如何改善，人工灌肠始终依靠患者走动带动肠道蠕动的方式实现灌肠液与粪便的混合，灌肠效率低，单次灌肠效果差。

中国专利公告(布)号为CN2617382Y，公告(布)日为2004年5月26日，发明名称为“微机自控结肠灌注透析治疗机”，该案中提供了一款微机自控结肠灌注透析治疗机，该设备能自动控制药液的温度、浓度、流量和流速等参数，但是透析机的造价昂贵，更适合用于透析，若用于灌肠则必然造成医疗资源的浪费。使用该案的设备进行灌肠，事后仍然依靠患者走动带动肠道蠕动的方式实现灌肠液与粪便的混合，灌肠效率低。

刘水平等在文献“基于模糊神经网络控制的结肠灌注透析治疗机”，文献期刊来源《计算机测量与控制》2005年第13卷第8期872-876页，该案中提供了一种基于模糊神经网络控制的结肠灌注透析治疗机，该设备具有温度,压力,流量,流速,容积,容量自动监测和控制；超温,超压,无液,无药,管路阻塞自动报警和控制；安全可靠的紧急关停开关设计。该设备没有考虑灌肠后灌肠液与粪便的混合充分程度对单次灌肠效果的影响。

中国专利公告(布)号为CN204864276U，公告(布)日为2015年12月16日，发明名称为“一种智能恒温灌肠器”，该案中提供了一种智能恒温灌肠器，该仪器可避免交叉感染，将灌肠液温度控制在恒定值。但是该研究未涉及灌肠液与粪便混合充分程度对单次灌肠效果的影响。

随着医学技术的进步，外科手术能解决很多疾病，需要进行腹部手术的患者也越来越多，而保证肠道清洁又是进行腹部手术的必需环节，给医护人员带来了很大的工作压力，现有灌肠方法和灌肠设备又不能很好的解决以上问题，亟需一款能提高灌肠效率，缓解医护人员工作压力的设备，节省医疗资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服人工灌肠和现有灌肠设备灌肠效率低且易引发并发症的问题，提供一种可以提高灌肠效率且能降低引发并发症风险的医用欠驱动按摩机械手。

为了解决上述技术问题，本发明所采用如下技术方案实现的：所述的一种医用欠驱动按摩机械手具有配重支架、欠驱动机械手和调节装置；

所述的医用欠驱动按摩机械手根据患者的具体情况，由操作者完成位置移动和按摩球的高度调节；所述的欠驱动机械手通过螺栓连接安装在配重支架上；所述的调节装置通过轴承和螺纹连接安装在配重支架上。

技术方案中所述的配重支架具有刹车片、万向轮、配重块、支撑架和支撑盘；用于移动按摩系统和限制按摩系统的自由度。

所述的配重块为扁圆柱结构件，用于限制按摩系统底部的6个自由度；其上设置有4个完全相同的沿圆周分布的支撑架定位孔和4个完全相同的沿圆周分布的移动装置安装孔；前者为螺纹通孔，后者为光通孔且所沿圆周半径不同；

所述的支撑架为桁架结构；

所述的支撑盘为盘状结构，其上设置有4个完全相同的沿圆周分布的底座定位孔、4个完全相同的沿圆周分布的支撑架安装孔、1个光杠定位孔和1个丝杠定位孔；4个底座定位孔所沿圆周半径大于4个支撑架安装孔所沿圆周的半径；光杠定位孔、丝杠定位孔与两个相对圆心对称的底座定位孔在一条直线上；底座定位孔和支撑架安装孔为螺纹通孔；光杠定位孔为光通孔；丝杠定位孔为阶梯光通孔且上部孔径大于下部孔径。

所述的万向轮和刹车片均安装在万向轮支架上，构成移动装置；4组移动装置均通过螺纹连接固定在配重块下表面的移动装置安装孔上，用于移动按摩系统；所述的支撑架下端通过螺栓连接固定在配重块上表面的支撑架定位孔上，上端通过螺栓连接固定在支撑盘下表面的支撑架安装孔上。

技术方案中所述的欠驱动机械手具有底座、大臂、中臂电机、轴套、小臂电机、小带轮、中臂、大带轮、大带轮安装轴、小臂、弹簧、小臂套、按摩球支架和按摩球；用于增加灌肠液在体内的保留时间和促进灌肠液与粪便混合的均匀程度。

所述的底座为倒置“T”字形的圆筒形结构件，下部边缘上设置有4个完全相同的沿圆周分布的底座安装孔，为光通孔，与支撑盘上的底座定位孔相对应；上部板件中心上设置有1个轴套通过孔；轴套通过孔两侧分别设置有1个光杠安装孔和1个丝杠安装孔，三者且在同一条直线上，前两者为光通孔，后者为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔；

所述的大臂为倒置“圆桶”形结构件，其顶部板件中心设置有1个中臂电机轴孔，为光通孔；还设置有4个完全相同的以中臂电机轴孔为中心，沿圆周均布的中臂电机安装孔，为螺纹通孔；中臂电机轴孔的两侧还分别设置有1个光杠通过孔和1个丝杠螺母通过孔，三者均为光通孔且在同一直线上；还设置有4个完全相同的、以丝杠螺母通过孔为中心均布的丝杠螺母安装孔，为螺纹通孔；

所述的中臂为镂空的板状结构件，其左侧设置有1个小臂电机轴孔，为阶梯通孔且下部孔径大于上部孔径；还设置有4个完全相同的以小臂电机轴孔为中心沿圆周均布的小臂电机安装孔，为螺纹通孔；小臂电机轴孔和小臂电机安装孔的旁边还设置有1个中臂电机轴安装孔，为带键槽的光通孔；中臂的中部为由沿长方体的正面到后表面切去一个长方体和由上表面至下表面分别切去两个长方体而形成的镂空结构；中臂的右侧设置有1个小臂限位槽，小臂限位槽的高度与小臂厚度相同，用以限制小臂沿竖直方向的移动自由度、沿横向的转动自由度和沿纵向的转动自由度；中臂右端靠近小臂限位槽的上侧设置有1个大带轮定位孔，为光通孔；中臂右端靠近小臂限位槽的下侧设置有1个小臂定位孔，为阶梯光通孔，上部孔径与大带轮定位孔的孔径相同，且大于下部孔径；大带轮定位孔与小臂定位孔同轴；

所述的大带轮安装轴为阶梯轴，上端轴径最小且与大带轮的中心孔径一致，上端带键槽和螺纹；紧靠下端部分轴径最大，与小臂安装孔的孔径一致，且带有键槽；靠近上端的轴径与下端轴径相同。

所述的小臂为“L”形结构件，其上部为板件，下部为圆柱形结构件；小臂左端设置有1个小臂安装孔，为带键槽的光通孔；下部设置有2个小臂套限位孔，为相对圆柱中心对称的圆锥盲孔。

所述的小臂套上部为“圆筒”形结构件，下部为阶梯轴；小臂套的“筒壁”上设置有2个对称的类似“普通平键”结构的导向槽，阶梯轴的下部轴径小于上部轴径。

所述的按摩球支架为“U”形结构板件，其上部板的中心设置有按摩球支架安装孔，为阶梯光通孔，靠近上部板件的上表面和下表面部分的孔径一致，大于中间部分的孔径，中间部分的孔径大小为轴承外圈安装尺寸；其两侧耳部板上均设置有1个按摩球安装孔，为光通孔。

所述的底座通过螺栓连接固定在支撑盘上表面的底座定位孔上；所述大臂置入底座内，大臂的外径与底座的内径形成过渡配合，限制了大臂沿横向和纵向的转动自由度和移动自由度；光杠和丝杠限制了大臂沿竖直方向的转动自由度，此时大臂仅有1个沿竖直方向的移动自由度；所述的中臂电机通过螺栓连接固定在大臂顶部板件下表面的中臂电机安装孔上，中臂电机轴穿过中臂电机轴孔、轴套、轴承和中臂电机轴安装孔，并用螺栓连接和键连接固定在中臂上；所述的小臂电机通过螺栓连接固定在中臂下表面的小臂电机安装孔上，小臂电机轴穿过轴承、小臂电机轴孔和小带轮的中心孔；所述的小带轮通过螺纹连接和键连接安装在小臂电机轴的上端；所述的大带轮通过螺纹连接和键连接安装在大带轮安装轴的上端；大带轮安装轴的下端依次穿过轴承端盖、轴承、大带轮定位孔、小臂安装孔、轴承和小臂定位孔；所述的小臂左端安装在小臂限位槽内，下端套上弹簧并放入小臂套的上部“圆筒”内，限位销穿过导向槽安装在小臂下端部分的小臂套限位孔上；限位销限制弹簧上端的位置和小臂套沿竖直方向的转动自由度，小臂下端部分的结构形状和小臂套的结构形状限制小臂套沿横向和纵向的移动自由度和转动自由度，使得小臂套相对小臂的下端仅有1个沿竖直方向的移动自由度；所述小臂套的下端部分依次穿过轴承、按摩球支架安装孔和轴承，并用螺纹连接安装在按摩球支架上部板件上；按摩球通过螺纹连接，安装在按摩球支架的耳部。

技术方案中所述的调节装置具有光杠、丝杠和手柄，用于满足不同体态患者的具体按摩需求；

光杠的上端通过螺纹连接固定在底座上表面的光杠安装孔上，中部穿过大臂上部的光杠通过孔，下端通过螺纹连接固定在支撑盘下表面的光杠定位孔上；丝杠上端通过轴承和弹性挡圈安装在底座顶部板件的丝杠安装孔上，中部穿过丝杠螺母，下端通过轴承并安装在支撑盘的丝杠定位孔上；丝杠螺母穿过大臂的丝杠螺母通过孔并安装在丝杠螺母安装孔上；手柄通过键连接和螺纹连接固定在丝杠的下端；转动手柄可调节中臂和小臂的高度，使按摩球的高度更适合当前患者。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的医用欠驱动按摩机械手采用普通元器件，造价低；

2.本发明所述的医用欠驱动按摩机械手可延长灌肠液在患者体内的保存时间，使得灌肠液与粪便的混合更加充分；同时用按摩的方式取代患者走动带动肠道蠕动的方式来促进灌肠液与粪便的充分混合，可提高单次灌肠效果，节省清洁肠道所需时间，提高工作效率。

3.本发明所述的医用欠驱动按摩机械手可明显减少肠道清洁所需要的灌肠次数，降低医护人员的工作强度，节省医疗资源，同时减少对患者的侵入性操作次数，降低引发并发症的风险；

4.本发明所述的医用欠驱动按摩机械手不仅可用于清洁肠道，也可治疗便秘。

综上，本发明所述的一种医用欠驱动按摩机械手具有较高的实用价值和广阔的应用前景，为欠驱动机器人、医疗器械等领域提供一种新的结构。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为医用欠驱动按摩机械手的整体结构示意图；

图2为医用欠驱动按摩机械手的配重块组成的轴测投影图；

图3为医用欠驱动按摩机械手的支撑盘组成的轴测投影图；

图4为医用欠驱动按摩机械手的底座组成的轴测投影图；

图5为医用医用欠驱动按摩机械手的大臂组成的轴测投影图；

图6为医用欠驱动按摩机械手的中臂组成的轴测投影图；

图7为医用欠驱动按摩机械手的小臂组成的轴测投影图；

图8为医用欠驱动按摩机械手的小臂套组成的轴测投影图；

图9为医用欠驱动按摩机械手的按摩球支架组成的轴测投影图；

图中：1、刹车片、2、万向轮，3、配重块，4、支撑架，5、支撑盘，6、底座，7、大臂，8、小带轮，9、中臂，10、大带轮，11、大带轮安装轴，12、小臂，13、小臂套，14、按摩球支架，15、按摩球，16、光杠，17、丝杠，18、手柄，19、移动装置安装孔，20、支撑架定位孔，21、底座定位孔，22、支撑架安装孔，23、光杠定位孔，24、丝杠定位孔，25、光杠安装孔，26、轴套通过孔，27、丝杠安装孔，28、底座安装孔，29、光杠通过孔，30、中臂电机轴孔，31、中臂电机安装孔，32、丝杠螺母通过孔，33、丝杠螺母安装孔，34、小臂电机安装孔，35、小臂电机轴孔，36、中臂电机轴安装孔，37、小臂限位槽，38、大带轮定位孔，39、小臂定位孔，40、小臂安装孔，41、小臂套限位孔，42、导向槽，43、按摩球支架安装孔，44、按摩球安装孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参阅图1，本发明所述的一种医用欠驱动按摩机械手由刹车片1、万向轮2、配重块3、支撑架4、支撑盘5、底座6、大臂7、中臂电机、轴套、小臂电机、小带轮8、中臂9、大带轮10、大带轮安装轴11、小臂12、弹簧、小臂套13、按摩球支架14、按摩球15、光杠16、丝杠17和手柄18组成。

刹车片1、万向轮2、配重块3、支撑架4、支撑盘5组成配重支架，用于移动按摩系统和限制按摩系统在无人为参与情况下的6个自由度。

万向轮2直接与地面接触，位于整个按摩系统的最下方；万向轮2和刹车片1均安装在万向轮支架上，构成移动装置；4组移动装置均通过螺纹连接固定在配重块3下表面的移动装置安装孔19上，用于移动按摩系统；所述的支撑架4下端通过螺栓连接固定在配重块3上表面的支撑架定位孔20上，上端通过螺栓连接固定在支撑盘5下表面的支撑架安装孔22上。

底座6、大臂7、中臂电机、轴套、小臂电机、小带轮8、中臂9、大带轮10、大带轮安装轴11、小臂12、弹簧、小臂套13、按摩球支架14和按摩球15组成欠驱动机械手。

大带轮安装轴11为阶梯轴，上端轴径最小且与大带轮10的中心孔径一致，上端带键槽和螺纹；紧靠下端部分轴径最大，与小臂安装孔40的孔径一致，且带有键槽；靠近上端的轴径与下端轴径相同。

底座6通过螺栓连接固定在支撑盘5上表面的底座定位孔21上；大臂7置入底座6内，大臂7的外径与底座6的内径形成过渡配合，限制了大臂7沿横向和纵向的转动自由度和移动自由度；光杠16和丝杠17限制了大臂7沿竖直方向的转动自由度，此时大臂7仅有1个沿竖直方向的移动自由度；中臂电机通过螺栓连接固定在大臂7顶部板件下表面的中臂电机安装孔31上，中臂电机轴穿过中臂电机轴孔30、轴套、轴承和中臂电机轴安装孔36，并用螺纹连接和键连接固定在中臂9上；小臂电机通过螺栓连接固定在中臂9下表面的小臂电机安装孔34上，小臂电机轴穿过轴承、小臂电机轴孔35和小带轮8的中心孔；小带轮8通过螺纹连接和键连接安装在小臂电机轴的上端；大带轮10通过螺纹连接和键连接安装在大带轮安装轴11的上端；大带轮安装轴11的下端依次穿过轴承端盖、轴承、大带轮定位孔38、小臂安装孔40、轴承和小臂定位孔39；小臂12左端安装在小臂限位槽37内，下端套上弹簧并放入小臂套13的上部“筒壁”内，限位销穿过导向槽42安装在小臂12下端部分的小臂套限位孔41上；限位销限制弹簧上端的位置和小臂套13沿竖直方向的转动自由度，小臂12下端部分的结构形状和小臂套13的结构形状限制小臂套13沿横向和纵向的移动自由度和转动自由度，使得小臂套13相对小臂12的下端仅有1个沿竖直方向的移动自由度；小臂套13的下端部分依次穿过轴承、按摩球支架安装孔43和轴承，并用螺纹连接安装在按摩球支架14上部板件上；按摩球15通过螺纹连接，安装在按摩球支架14的耳部。

中臂电机轴外设置有轴套，用以辅助支撑中臂9；中臂9左端实体右端镂空的结构形式以及小臂电机靠中臂电机轴左侧布置使得中臂电机轴左侧由自重产生的力矩与右侧由自重产生的力矩接近平衡，且左侧力矩小于右侧力矩。在欠驱动机械手按摩患者腹部时，由于患者平躺时腹部高度不一，按摩球15达到腹部较高位置时小臂套13内的弹簧会压缩并产生弹力，该弹力形成产生逆时针的力矩，此时中臂电机轴两侧的力矩处于近乎平衡的状态。

光杠16、丝杠17和手柄18组成调节装置，在根据患者体态的具体差异调节按摩球15高度；

光杠16的上端通过螺纹连接固定在底座6上表面的光杠安装孔25上，中部穿过大臂7上部的光杠通过孔29，下端通过螺纹连接固定在支撑盘5下表面的光杠定位孔23上；丝杠17上端通过轴承和弹性挡圈安装在底座6顶部板件的丝杠安装孔27上，中部穿过丝杠螺母，下端通过轴承并安装在支撑盘5的丝杠定位孔24上；丝杠螺母穿过大臂7的丝杠螺母通过孔32并安装在丝杠螺母安装孔33上；手柄18通过键连接和螺纹连接固定在丝杠17的下端；转动手柄18可调节中臂9和小臂12的高度，使按摩球15的高度更适合当前患者。

在按摩球15到达指定位置时医务人员踩下4个刹车片1使得按摩机械手不能挪动，然后靠机械手自重和配重块3的重力所产生的摩擦力使得按摩机械手固定在地面上。根据患者的身高区间设置不同的按摩轨迹，显示在操作界面即为不同的档位；然后再根据患者的体态具体调节按摩球15的高度。

医用欠驱动按摩机械手根据患者的具体情况，由操作者完成按摩系统的位置移动和按摩球15的高度调节。

参阅图2，所述的配重块3是扁圆柱形结构件，其上沿圆周方向分别设置有4个完全相同的支撑架定位孔20和4个完全相同的移动装置安装孔19；支撑架定位孔20和移动装置安装孔19到配重块3上表面圆心的距离不同；支撑架定位孔20为螺纹通孔，用于定位和安装支撑架4；移动装置安装孔19为光通孔，用于定位和安装移动装置。

参阅图3，所述的支撑盘5为盘状结构件，其上设置有4个完全相同的沿圆周分布的底座定位孔21、4个完全相同的沿圆周分布的支撑架安装孔22、1个光杠定位孔23和1个丝杠定位孔24；4个底座定位孔21所沿圆周半径大于4个支撑架安装孔22所沿圆周的半径；光杠定位孔23、丝杠定位孔24与两个相对圆心对称的底座定位孔21在一条直线上；底座定位孔21和支撑架安装孔22为螺纹通孔用于定位和安装底座6和支撑架4；光杠定位孔23为光通孔，用于安装光杠16；丝杠定位孔24为阶梯光通孔且上部孔径大于下部孔径，用于定位和安装丝杠17。

参阅图4，所述的底座6为倒置“T”字形的圆筒形结构件，下部边缘上设置有4个完全相同的沿圆周分布的底座安装孔28，为光通孔，与支撑盘5上的底座定位孔21相对应，用于将底座6安装在支撑盘5上；上部板件中心上设置有1个轴套通过孔26，为光通孔，用于通过轴套；轴套通过孔26两侧分别设置有1个光杠安装孔25和1个丝杠安装孔27，三者在同一条直线上；按光杠安装孔25为光通孔，用于安装光杠16的上端；丝杠安装孔27为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔，用于安装丝杠17的上端。

参阅图5，所述的大臂7为倒置“圆桶”形结构件，其顶部板件中心设置有1个中臂电机轴孔30，为光通孔，用于通过中臂电机轴；还设置有4个完全相同的以中臂电机轴孔30为中心，沿圆周均布的中臂电机安装孔31，为螺纹通孔，用于安装中臂电机；中臂电机轴孔30的两侧还分别设置有1个光杠通过孔29和1个丝杠螺母通过孔32，三者在同一直线上；光杠通过孔29为光通孔，用于通过光杠16的中部；丝杠螺母通过孔32为光通孔，用于局部通过丝杠螺母；还设置有4个完全相同的、以丝杠螺母通过孔32为中心均布的丝杠螺母安装孔33，为螺纹通孔，用于将丝杠螺母安装在大臂7顶部板件上。

参阅图6，所述的中臂9为镂空的板状结构件。中臂9左侧设置有1个小臂电机轴孔35，为阶梯通孔且下部孔径大于上部孔径，用安装小臂电机轴和轴承；还设置有4个完全相同的以小臂电机轴孔35为中心沿圆周均布的小臂电机安装孔34，为螺纹通孔，用于安装小臂电机；小臂电机轴孔35和小臂电机安装孔34的旁边还设置有1个中臂电机轴安装孔36，为带键槽的光通孔，用于将中臂9安装在中臂电机轴的上端；中臂9的中部为由沿长方体的正面到后表面切去一个长方体和由上表面至下表面分别切去两个长方体而形成的镂空结构；中臂9的右侧设置有1个小臂限位槽37，小臂限位槽37的高度与小臂12厚度相同，用以限制小臂12沿竖直方向的移动自由度、沿横向的转动自由度和沿纵向的转动自由度；中臂9右端靠近小臂限位槽37的上侧设置有1个大带轮定位孔38，为光通孔，用于安装大带轮10、轴承和轴承端盖；中臂9右端靠近小臂限位槽37的下侧设置有1个小臂定位孔39，为阶梯光通孔，上部孔径与大带轮定位孔38的孔径相同，且大于下部孔径，用于安装小臂12、大带轮安装轴11下端和轴承；大带轮定位孔38与小臂定位孔39同轴。

参阅图7，所述的小臂12为“L”形结构件，其上部为板件，下部为圆柱形结构件；小臂12左端设置有1个小臂安装孔40，为带键槽的光通孔，用于将小臂12安装在大带轮安装轴11上；下部设置有2个小臂套限位孔41，为相对圆柱中心对称的圆锥盲孔，与限位圆柱销配合，限制小臂套13沿竖直方向的转动自由度和沿纵向的移动自由度。

参阅图8，所述的小臂套13上部为“圆筒”形结构件，下部为阶梯轴；小臂套13的“筒壁”上设置有2个对称的类似“普通平键”结构的导向槽42，用于安装限位销和导向；阶梯轴的下部轴径小于上部轴径，用于安装和定位按摩球支架14。

参阅图9，所述的按摩球支架14为“U”形结构板件，其上部板的中心设置有按摩球支架安装孔43，为阶梯光通孔，靠近上部板件的上表面和下表面部分的孔径一致，大于中间部分的孔径，中间部分的孔径大小为轴承外圈安装尺寸，用于安装轴承和小臂套13的下部阶梯轴；其两侧耳部板上均设置有1个按摩球安装孔44，为光通孔，用于安装按摩球15的旋转轴，旋转轴通过轴承与按摩球15连接，实现结肠按摩。

本发明所述的一种医用欠驱动按摩机械手的工作原理：

本发明所述的一种医用欠驱动按摩机械手在完成灌肠操作后患者无需移动，医务人员放开刹车片1即可移动医用欠驱动按摩机械手并根据患者的身高特征选择适合患者的按摩档位。医用欠驱动按摩机械手的按摩档位对应不同的按摩轨迹，根据患者的身高进行设定，医务人员跟据患者的身高即可选择，还可根据患者的体态和感觉，使用手柄18进行按摩球15高度的调节。

患者平躺在病床上时，腹部的高度是无规则变化的，靠近胸腔的位置较其他地方高，靠近身体两侧的位置较低；在按摩球15由较低位置按摩到较高位置时，必须调节按摩球15的高度，否则将无法通行或者强行压迫患者的腹部器官通行，若使用正常按摩机械手必须具有3个以上的自由度方能实现。但是腹部高度无规则变化导致了按摩球15的按摩轨迹规划异常困难。本发明使用由小臂12和小臂套13以及内部的弹簧构成的欠驱动关节实现竖直方向的移动自由度。当按摩球15遇到阻力时，医用欠驱动按摩机械手小臂套13内的弹簧受力压缩，实现按摩球15竖直方向的移动自由度，此时只需规划按摩球15水平方向的按摩轨迹即可，而且不会对患者造成伤害。

肠道蠕动带动粪便沿顺时针方向移动，在灌肠结束后，医用欠驱动按摩机械手沿逆时针方向对患者的腹部进行按摩，一方面可促进灌肠液与粪便的混合速度，另一方面也促进灌肠液逆时针流动，使得灌肠液在体内的保留时间加长，有足够的时间来促进灌肠液与粪便混合的充分程度。

医用欠驱动按摩机械手顺时针方向按摩可促进粪便在体内的流通速度，使得便秘患者的症状得以治愈和缓解。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种医用欠驱动按摩机械手，其特征在于，具有配重支架、欠驱动机械手和调节装置；

所述的欠驱动机械手通过螺栓连接安装在配重支架上；所述的调节装置通过轴承和螺纹连接安装在配重支架上。

2.如权利要求1所述的医用欠驱动按摩机械手，其特征在于，所述的配重支架具有刹车片(1)、万向轮(2)、配重块(3)、支撑架(4)和支撑盘(5)

所述的配重块(3)为扁圆柱结构件，用于限制按摩系统底部的6个自由度；配重块(3)上设置有4个沿圆周分布的支撑架定位孔(20)和4个沿圆周分布的移动装置安装孔(19)；支撑架定位孔(20)为螺纹通孔，移动装置安装孔(19)为光通孔且所沿圆周的半径不同；

所述的支撑架(4)为桁架结构；

所述的支撑盘(5)为盘状结构，其上设置有4个沿圆周分布的底座定位孔(21)、4个沿圆周分布的支撑架安装孔(22)、1个光杠定位孔(23)和1个丝杠定位孔(24)；4个底座定位孔(21)所沿圆周半径大于4个支撑架安装孔(22)所沿圆周的半径；光杠定位孔(23)、丝杠定位孔(24)与两个相对圆心对称的底座定位孔(21)在一条直线上；底座定位孔(21)和支撑架安装孔(22)为螺纹通孔；光杠定位孔(23)为光通孔；丝杠定位孔(24)为阶梯光通孔且上部孔径大于下部孔径；

所述的万向轮(2)和刹车片(1)均安装在万向轮支架上，构成移动装置；4组移动装置均通过螺纹连接固定在配重块(3)下表面的移动装置安装孔(19)上；所述的支撑架(4)下端通过螺栓连接固定在配重块(3)上表面的支撑架定位孔(20)上，上端通过螺栓连接固定在支撑盘(5)下表面的支撑架安装孔(22)上。

3.如权利要求1所述的医用欠驱动按摩机械手，其特征在于，所述的欠驱动机械手具有底座(6)、大臂(7)、中臂电机、轴套、小臂电机、小带轮(8)、中臂(9)、大带轮(10)、大带轮安装轴(11)、小臂(12)、弹簧、小臂套(13)、按摩球支架(14)和按摩球(15)；

所述的底座(6)为倒置“T”字形的圆筒形结构件，底座(6)下部边缘上设置有4个沿圆周分布的底座安装孔(28)，底座安装孔(28)为光通孔，底座安装孔(28)与支撑盘(5)上的底座定位孔(21)相对应；上部板件中心上设置有1个轴套通过孔(26)；轴套通过孔(26)两侧分别设置有1个光杠安装孔(25)和1个丝杠安装孔(27)，轴套通过孔(26)、光杠安装孔(25)和丝杠安装孔(27)在同一条直线上，轴套通过孔(26)、光杠安装孔(25)为光通孔，丝杠安装孔(27)为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔；

所述的大臂(7)为倒置“圆桶”形结构件，其顶部板件中心设置有1个中臂电机轴孔(30)，中臂电机轴孔(30)为光通孔；还设置有4个以中臂电机轴孔(30)为中心沿圆周均布的中臂电机安装孔(31)，中臂电机安装孔(31)为螺纹通孔；中臂电机轴孔(30)的两侧还分别设置有1个光杠通过孔(29)和1个丝杠螺母通过孔(32)，中臂电机安装孔(31)、光杠通过孔(29)和丝杠螺母通过孔(32)均为光通孔且在同一直线上；还设置有4个以丝杠螺母通过孔(32)为中心均布的丝杠螺母安装孔(33)，丝杠螺母安装孔(33)为螺纹通孔；

所述的中臂(9)为镂空的板状结构件，其左侧设置有1个小臂电机轴孔(35)，小臂电机轴孔(35)为阶梯通孔且下部孔径大于上部孔径；还设置有4个以小臂电机轴孔(35)为中心沿圆周均布的小臂电机安装孔(34)，小臂电机安装孔(34)为螺纹通孔；小臂电机轴孔(35)和小臂电机安装孔(34)的旁边还设置有1个中臂电机轴安装孔(36)，中臂电机轴安装孔(36)为带键槽的光通孔；中臂(9)的中部为由沿长方体的正面到后表面切去一个长方体和由上表面至下表面分别切去两个长方体而形成的镂空结构；中臂(9)的右侧设置有1个小臂限位槽(37)，小臂限位槽(37)的高度与小臂(12)厚度相同，用以限制小臂(12)沿竖直方向的移动自由度、沿横向的转动自由度和沿纵向的转动自由度；中臂(9)右端靠近小臂限位槽(37)的上侧设置有1个大带轮定位孔(38)，大带轮定位孔(38)为光通孔；中臂(9)右端靠近小臂限位槽(37)的下侧设置有1个小臂定位孔(39)，小臂定位孔(39)为阶梯光通孔，小臂定位孔(39)上部孔径与大带轮定位孔(38)的孔径相同且大于下部孔径；大带轮定位孔(38)与小臂定位孔(39)同轴；

所述的大带轮安装轴(11)为阶梯轴，大带轮安装轴(11)上端轴径最小且与大带轮(10)的中心孔径一致，大带轮安装轴(11)上端带键槽和螺纹；大带轮安装轴(11)紧靠下端部分轴径最大并与小臂安装孔(40)的孔径一致，且带有键槽；大带轮安装轴(11)靠近上端的轴径与下端轴径相同；

所述的小臂(12)为“L”形结构件，其上部为板件，下部为圆柱形结构件；小臂(12)左端设置有1个小臂安装孔(40)，小臂安装孔(40)为带键槽的光通孔；小臂(12)下部设置有2个小臂套限位孔(41)，小臂套限位孔(41)为相对圆柱中心对称的圆锥盲孔；

所述的小臂套(13)上部为“圆筒”形结构件，下部为阶梯轴；小臂套(13)的“筒壁”上设置有2个对称的导向槽(42)，阶梯轴的下部轴径小于上部轴径；

所述的按摩球支架(14)为“U”形结构板件，其上部板的中心设置有按摩球支架安装孔(43)，按摩球支架安装孔(43)为阶梯光通孔，按摩球支架安装孔(43)靠近上部板件的上表面和下表面部分的孔径一致并大于中间部分的孔径，按摩球支架安装孔(43)中间部分的孔径大小为轴承外圈安装尺寸；按摩球支架(14)两侧耳部板上均设置有1个按摩球安装孔(44)，按摩球安装孔(44)为光通孔；

所述的底座(6)通过螺栓连接固定在支撑盘(5)上表面的底座定位孔(21)上；所述大臂(7)置入底座(6)内，大臂(7)的外径与底座(6)的内径形成过渡配合，限制了大臂(7)沿横向和纵向的转动自由度和移动自由度；光杠(16)和丝杠(17)限制了大臂(7)沿竖直方向的转动自由度，大臂(7)仅有1个沿竖直方向的移动自由度；所述的中臂电机通过螺栓连接固定在大臂(7)顶部板件下表面的中臂电机安装孔(31)上，中臂电机轴穿过中臂电机轴孔(30)、轴套、轴承和中臂电机轴安装孔(36)，并用螺栓连接和键连接固定在中臂(9)上；所述的小臂电机通过螺栓连接固定在中臂(9)下表面的小臂电机安装孔(34)上，小臂电机轴穿过轴承、小臂电机轴孔(35)和小带轮(8)的中心孔；所述的小带轮(8)通过螺纹连接和键连接安装在小臂电机轴的上端；所述的大带轮(10)通过螺纹连接和键连接安装在大带轮安装轴(11)的上端；大带轮安装轴(11)的下端依次穿过轴承端盖、轴承、大带轮定位孔(38)、小臂安装孔(40)、轴承和小臂定位孔(39)；所述的小臂(12)左端安装在小臂限位槽(37)内，下端套上弹簧并放入小臂套(13)的上部“圆筒”内，限位销穿过导向槽(42)安装在小臂(12)下端部分的小臂套限位孔(41)上；限位销限制弹簧上端的位置和小臂套(13)沿竖直方向的转动自由度，小臂(12)下端部分的结构形状和小臂套(13)的结构形状限制小臂套(13)沿横向和纵向的移动自由度和转动自由度，使得小臂套(13)相对小臂(12)的下端仅有1个沿竖直方向的移动自由度；所述小臂套(13)的下端部分依次穿过轴承、按摩球支架安装孔(43)和轴承，并用螺纹连接安装在按摩球支架(14)上部板件上；按摩球(15)通过螺纹连接安装在按摩球支架(14)的耳部。

4.如权利要求1所述的医用欠驱动按摩机械手，其特征在于，所述的调节装置具有光杠(16)、丝杠(17)和手柄(18)；

光杠(16)的上端通过螺纹连接固定在底座(6)上表面的光杠安装孔(25)上，光杠(16)中部穿过大臂(7)上部的光杠通过孔(29)，光杠(16)下端通过螺纹连接固定在支撑盘(5)下表面的光杠定位孔(23)上；丝杠(17)上端通过轴承和弹性挡圈安装在底座(6)顶部板件的丝杠安装孔(27)上，丝杠(17)中部穿过丝杠螺母，丝杠(17)下端通过轴承并安装在支撑盘(5)的丝杠定位孔(24)上；丝杠螺母穿过大臂(7)的丝杠螺母通过孔(32)并安装在丝杠螺母安装孔(33)上；手柄(18)通过键连接和螺纹连接固定在丝杠(17)的下端。