CN110974686A - 艾灸机器人系统及艾灸机器人系统的控制方法 - Google Patents

艾灸机器人系统及艾灸机器人系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种艾灸机器人系统及其控制方法,在本发明所提供的艾灸机器人系统中,通过艾条/艾炷工具箱可自动更换艾条/艾炷工具盒中的艾条/艾炷,实现了全自动更换,提升了工作效率,还能同时实现艾条或者艾炷两种模式的艾灸;艾灸机器人本体包括三个机械臂,三臂协调控制保证了多穴位艾灸,扩大了艾灸功效和治疗范围;通过摄像头的视觉定位可使机械臂精确移动至需要艾灸的穴位处,并且可以根据患者艾灸过程中的移动进行自动调整,实现了视觉定位跟踪,保证了艾灸过程中的安全性和自适应性;通过语音控制功能实现了患者的主动能动性,在实施艾灸的过程中,患者可通过语音对艾条/艾炷的高度进行微控,保证患者对温度感知的差异性和自主性。

Description

艾灸机器人系统及艾灸机器人系统的控制方法
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域,特别是涉及一种艾灸机器人系统及艾灸机器人系统的控制方法。
背景技术
艾灸,中医针灸疗法中的灸法,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。随着智能化技术的发展,能代替医护人员进行艾灸的艾灸机器人也越来越多。
但是现有的艾灸机器人的艾灸方式单一,只有艾条或者艾炷一种艾灸模式,且每次艾灸只能针对1-2个穴位进行艾灸,艾灸的疗效和功能范围受限;艾灸之前,需要手动更换并点燃艾条或艾炷,增加了操作的复杂程度且小效率低;同时,在艾灸过程中,患者无法根据自己的想法进行微调,缺乏自主性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种多模式多穴位的智能艾灸机器人系统,用于解决上述技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种艾灸机器人系统,包括:艾灸机器人本体、艾条工具盒、艾条工具箱、艾炷工具盒及艾炷工具箱;
所述艾条工具箱及艾炷工具箱分别置于所述艾灸机器人本体的两侧,所述艾条工具盒置于所述艾条工具箱中,所述艾条工具箱用于自动更换所述艾条工具盒中的艾条,所述艾炷工具盒置于所述艾炷工具箱中,所述艾炷工具箱用于自动更换所述艾炷工具盒中的艾炷;
所述艾灸机器人本体与所述艾条工具盒及艾炷工具盒可拆卸连接。
可选地,多个所述艾条工具箱及多个所述艾炷工具箱分别置于所述艾灸机器人本体的两侧,一个所述艾条工具箱中每次可容纳一个所述艾条工具盒,一个所述艾炷工具箱中每次可容纳一个所述艾炷工具盒。
可选地,所述艾灸机器人本体包括:
机器人底盘;
旋转结构,设置在所述机器人底盘上;
机械臂,至少三条所述机械臂设置于所述旋转结构上;
齿轮齿条伸缩杆结构,与所述机械臂连接,并与所述艾条工具盒及艾炷工具盒可拆卸连接;
机器人外壳,设置在所述旋转结构上,罩住所述机械臂的部分区域。
可选地,所述机器人底盘包括底盘外壳和轨道式车轮,所述底盘外壳设置在至少四个所述轨道式车轮上;在每个艾灸床旁边都设有两条轨道,用于放置并固定所述轨道式车轮。
可选地,所述艾灸机器人本体还包括第一控制器,所述第一控制器设置在所述机器人底盘中,所述第一控制器分别与所述旋转结构中的电机、所述机械臂中的伺服电机及所述齿轮齿条伸缩杆结构中的电机连接。
可选地,所述艾灸机器人本体还包括:
上位机,用于数据的接收处理与指令的下发,与所述第一控制器连接;
触摸屏,用于人机交互,与所述上位机连接;
摄像头,用于艾灸目标的捕捉定位,与所述上位机连接;
语音识别模块,用于语音控制识别,与所述上位机连接。
可选地,所述艾条工具盒包括:艾条工具盒外壳、开合门、艾条丝杠传动单元、艾条夹爪、艾条风扇及艾条过滤网;
所述艾条工具盒外壳包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在所述艾条工具盒外壳内,从所述艾条工具盒外壳的底部到所述艾条工具盒外壳的顶部,依次设有所述开合门、艾条丝杠传动单元、艾条风扇及艾条过滤网,所述艾条夹爪设置在所述艾条丝杠传动单元的丝杠上,所述艾条夹爪用于固定夹持艾条。
可选地,所述开合门包括齿轮盛放盘、第一齿轮及阀门;所述第一齿轮可旋转地设置在所述齿轮盛放盘上,所述第一齿轮与所述阀门暴露在所述艾条工具盒外壳之外;所述阀门包括多片旋转叶片,多片旋转叶片相互独立地设置在所述第一齿轮上,所述第一齿轮旋转带动多片所述旋转叶片旋转,实现所述阀门的打开和关闭。
可选地,所述艾条工具盒还包括第二控制器,所述第二控制器设置在所述机器人底盘中,当所述艾灸机器人本体与所述艾条工具盒可拆卸连接时,所述第二控制器分别与所述艾条丝杠传动单元中的电机及艾条风扇连接,所述第二控制器还与所述上位机连接。
可选地,所述艾条工具箱包括:
艾条工具箱外壳,内部设置有艾条工具盒放置孔、艾条放置槽与艾条传输通道,所述艾条工具盒放置孔与所述艾条放置槽相互独立,所述艾条传输通道与所述艾条放置槽的末端连通;
艾条推力装置,用于推动所述艾条放置槽中的艾条,设置在所述艾条工具箱外壳内且位于所述艾条放置槽的首端;
艾条阻挡装置,用于打开或者封闭所述艾条传输通道,设置在所述艾条工具箱外壳内且位于所述艾条传输通道的一端;
艾条接收移动装置,用于接收并移动所述艾条传输通道中掉落的艾条,设置在所述艾条工具箱外壳内且一端与所述艾条传输通道对应、另一端与所述艾条工具盒放置孔对应;
开合门驱动装置,用于打开或关闭所述开合门,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部;
艾条推入装置,用于将所述艾条接收移动装置中的艾条推入所述艾条工具盒,设置在所述艾条工具箱外壳内且与所述艾条工具盒放置孔对应。
可选地,所述艾条推力装置包括直线电机、第一推板、弹簧、第二推板,所述直线电机驱动所述第一推板,至少两根所述弹簧设置在所述第一推板与所述第二推板之间,所述第二推板与所述艾条放置槽中的艾条接触。
可选地,所述艾条阻挡装置包括第一轴承、第一步进电机及横板,所述第一步进电机的转轴穿过所述第一轴承的内孔并与所述横板连接,所述第一步进电机的转轴带动所述横板转动。
可选地,所述艾条接收移动装置包括:
艾条盛放桶、艾条同步带、第一转轴、第二转轴、第三轴承、第四轴承、第一联轴器、第二步进电机;
多个所述艾条盛放桶间隔设置在所述艾条同步带上,所述艾条同步带的转动带动所述艾条盛放桶,所述艾条盛放桶在移动时可与所述艾条传输通道对准,所述艾条盛放桶在移动时还可与所述艾条工具盒放置孔对准;
所述艾条同步带套设在所述第一转轴与第二转轴上,所述第一转轴穿过所述第三轴承的内孔并通过所述第一联轴器与所述第二步进电机的转轴连接,所述第二转轴穿过所述第四轴承的内孔。
可选地,所述开合门驱动装置包括第三步进电机、第二轴承及第二齿轮,所述第三步进电机的转轴穿过所述第二轴承的内孔与所述第二齿轮连接,所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
可选地,所述艾条推入装置包括第一电动推杆结构,所述第一电动推杆结构中的推杆与所述艾条工具盒放置孔对准,所述推杆可穿过所述艾条盛放桶推动艾条进入所述艾条工具盒。
可选地,所述艾条工具箱还包括艾条废物处理装置及艾条自动点火装置;所述艾条废物处理装置设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部,所述艾条废物处理装置包括第二电动推杆结构和第一艾灰盛放盒,所述第二电动推杆结构中的推杆与所述第一艾灰盛放盒连接;所述艾条自动点火装置设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部。
可选地,所述艾条工具箱还包括第三控制器,所述第三控制器设置在艾条工具箱外壳中且位于所述艾条工具箱外壳的底部,所述第三控制器分别与所述直线电机、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第一电动推杆结构中的电机、第二电动推杆结构中的电机及艾条自动点火装置连接,所述第三控制器还与所述上位机连接。
可选地,所述艾炷工具盒包括:艾炷工具盒外壳、第一艾炷丝杠传动单元、第一夹持连接块、第一艾炷夹爪、艾炷风扇及艾炷过滤网;
所述艾炷工具盒外壳包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在所述艾炷工具盒外壳内,从所述艾炷工具盒外壳的底部到所述艾炷工具盒外壳的顶部,依次设有所述第一艾炷丝杠传动单元、艾炷风扇及艾炷过滤网,所述第一艾炷夹爪通过所述第一夹持连接块套设在所述第一艾炷丝杠传动单元的丝杠上,所述第一艾炷夹爪用于固定夹持艾条。
可选地,所述艾炷夹爪包括:夹爪外壳、第四步进电机、凸轮联轴器、凸轮、夹爪及弹簧;所述第四步进电机的转轴通过所述凸轮联轴器与所述凸轮连接;所述夹爪包括第一夹爪部和第二夹爪部,所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧,所述夹爪外壳罩住所述凸轮联轴器、凸轮、第一弹簧及第二弹簧,所述第一弹簧一端与所述第一夹爪部连接、另一端与所述夹爪外壳连接,所述第二弹簧一端与所述第二夹爪部连接、另一端与所述夹爪外壳连接,所述凸轮设置在所述第一夹爪部与所述第二夹爪部之间;所述第四步进电机旋转带动所述凸轮旋转,控制所述夹爪的打开和闭合。
可选地,所述艾炷工具盒还包括第四控制器,所述第四控制器设置在艾炷工具盒外壳中,所述第四控制器分别与所述第一艾炷丝杠传动单元中的电机、第四步进电机及艾炷风扇连接,所述第四控制器还与所述上位机连接。
可选地,所述艾炷工具箱包括:
艾炷工具箱外壳,内部设置有相互独立的艾炷推送槽和艾炷工具盒放置孔;
艾炷盛放板,与所述艾炷推送槽匹配,其上设有多个盛放艾炷的艾炷槽;
艾炷推进装置,用于推动所述艾炷,设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽;
艾炷移动装置,用于接收并移动所述艾炷,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽和所述艾炷工具盒放置孔;
艾炷夹爪传动装置,用于抓取所述艾炷并将所述艾炷放置到所述艾炷移动装置上,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽及艾炷移动装置。
可选地,所述艾炷推进装置包括第三电动推杆结构和艾炷推进板,所述第三电动推杆结构中的推杆与所述艾炷推进板连接,所述艾炷推进板向所述艾炷夹爪传动装置方向推动所述艾炷。
可选地,所述艾炷移动装置包括:艾炷同步带、第三转轴、第四转轴、第五轴承、第六轴承、第二联轴器、第三联轴器、第一蜗轮蜗杆减速器及第五步进电机;所述艾炷同步带套设在所述第三转轴与第四转轴上,所述艾炷同步带的转动带动所述艾炷,所述艾炷在移动时可与所述艾炷工具盒放置孔对准;所述第三转轴穿过所述第五轴承的内孔并通过所述第二联轴器与所述第一蜗轮蜗杆减速器的输出轴连接,所述第一蜗轮蜗杆减速器的输入轴通过所述第三联轴器与所述第五步进电机的转轴连接,所述第四转轴穿过所述第六轴承的内孔。
可选地,所述艾炷夹爪传动装置包括第六步进电机、第二蜗轮蜗杆减速器、第四联轴器、第五联轴器、丝杠结构、第七轴承、第八轴承、第二艾炷丝杠传动单元、第二夹持连接块、第二艾炷夹爪,所述丝杠结构至少包括丝杠和套设在所述丝杠上的滑块;所述第六步进电机的转轴通过所述第四联轴器与所述第二蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接,所述第二蜗轮蜗杆减速器的输出轴通过所述第五联轴器与所述丝杠的一端连接,所述丝杠的一端穿过所述第七轴承的内孔、另一端穿过所述第八轴承的内孔;所述第二艾炷丝杠传动单元设置在所述滑块上,所述第二艾炷夹爪通过所述第二夹持连接块套设在所述第二艾炷丝杠传动单元的丝杠上。
可选地,所述艾炷工具箱还包括艾炷推入板、艾炷废物处理装置及艾炷自动点火装置;所述艾炷推入板同时与所述艾炷盛放板及所述艾炷推送槽匹配,用于将所述艾炷盛放板向所述艾炷推送槽中推送;所述艾炷废物处理装置设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷工具盒放置孔的底部,所述艾炷废物处理装置包括第三电动推杆结构和第二艾灰盛放盒,所述第三电动推杆结构中的推杆与所述第二艾灰盛放盒连接;所述艾炷自动点火装置设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷工具盒放置孔的底部。
可选地,所述艾炷工具箱还包括第五控制器,所述第五控制器设置在艾炷工具箱外壳中且位于所述艾炷工具箱外壳的底部,所述第五控制器分别与所述第三电动推杆结构中的电机、第五步进电机、第六步进电机、第二艾炷丝杠传动单元中的电机、第三电动推杆结构中的电机及艾炷自动点火装置连接,所述第五控制器还与所述上位机连接。
可选地,所述艾灸机器人本体分别与所述艾条工具盒及所述艾炷工具盒通过公母快换盘的结合进行可拆卸连接;所述艾灸机器人本体还包括快换盘连接盘及快换盘公盘,所述快换盘公盘通过所述快换盘连接盘与所述齿轮齿条伸缩杆结构连接;所述艾条工具盒还包括艾条工具盒连接装置及第一快换盘母盘,所述艾条工具盒连接装置设置在所述艾条工具盒外壳的外部,所述第一快换盘母盘与所述艾条工具盒连接装置连接;所述艾炷工具盒还包括艾炷工具盒连接装置及第二快换盘母盘,所述艾炷工具盒连接装置设置在所述艾炷工具盒外壳的外部,所述第二快换盘母盘与所述艾炷工具盒连接装置连接。
此外,为实现上述目的及其他相关目的,本发明还提供一种艾灸机器人系统的控制方法,包括步骤:
提供艾灸机器人系统,所述艾灸机器系统包括人本体、艾条工具盒、艾条工具箱、艾炷工具盒及艾炷工具箱,所述艾灸机器人本体包括上位机、触摸屏、机械臂及摄像头;
征求询问所述患者的艾灸模式,在患者身体的穴位上放置视觉识别块;
启动所述艾灸机器人系统,通过所述触摸屏选择第一艾灸模式;
通过所述艾条工具箱更换所述艾条工具盒中的艾条,或者通过所述艾炷工具箱更换所述艾炷工具盒中的艾炷;
通过所述触摸屏选择第二艾灸模式,控制所述机械臂抓取所述艾条工具盒后回到原点,或者控制所述机械臂抓取所述艾炷工具盒后回到所述原点;
通过所述摄像头对所述视觉识别块进行拍摄捕捉,并将数据传给所述上位机进行计算定位,得到定位坐标;
控制机械臂移动到所述定位坐标处,按照所述第二艾灸模式对所述患者进行艾灸。
可选地,所述艾条工具箱包括艾条自动点火装置,在通过所述艾条工具箱更换所述艾条的同时,还通过所述艾条自动点火装置点燃所述艾条;所述艾炷工具箱包括艾炷自动点火装置,在通过所述艾炷工具箱更换所述艾炷的同时,还通过所述艾炷自动点火装置点燃所述艾炷。
可选地,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸过程中,周期性地通过所述摄像头及所述上位机对所述视觉识别块进行跟踪定位,更新所述定位坐标;
控制机械臂移动到更新后的所述定位坐标处,继续按照所述第二艾灸模式对所述患者进行艾灸。
可选地,所述艾灸机器人本体还包括语音识别模块,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸过程中,周期性地通过所述语音识别模块采集所述患者的语音,得到所述艾灸患者的艾灸温度感官信息;
根据所述艾灸温度感官信息调节所述艾条工具盒或者所述艾炷工具盒的高度。
可选地,所述艾条工具箱还包括艾条废物处理装置,所述艾炷工具箱还包括艾炷废物处理装置,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸完成后,控制所述机械臂移动到所述艾条工具箱并放下所述艾条工具盒,或者控制所述机械臂移动到所述艾炷工具箱并放下所述艾炷工具盒;
控制所述机械臂回到所述原点,通过所述艾条废物处理装置清理所述艾条,或者通过所述艾炷废物处理装置清理所述艾炷。
可选地,所述第一艾灸模式包括艾条模式和艾炷模式;当所述第一艾灸模式为所述艾条模式时,所述第二模式至少包括温和灸和雀啄灸;当所述第一艾灸模式为所述艾炷模式时,所述第二模式至少包括隔姜灸和隔蒜灸。
如上所述,本发明的艾灸机器人系统,具有以下有益效果:
通过艾灸机器人本体两侧设置的艾条工具箱及艾炷工具箱,能同时实现艾条或者艾炷两种模式的艾灸;通过艾条工具箱可以自动更换艾条工具盒中的艾条,通过艾炷工具箱可以自动更换艾炷工具盒中的艾炷,实现了艾条或者艾炷的全自动更换,提升了工作效率。
附图说明
图1显示为本发明实施例中艾灸机器人系统的总装轴测图。
图2显示为本发明实施例中艾灸机器人本体的正视图。
图3显示为本发明实施例中艾灸机器人本体的后视图。
图4显示为本发明实施例中艾条工具盒的轴测图。
图5显示为本发明实施例中艾条工具盒去外壳后的正视图。
图6显示为本发明实施例中艾条工具箱的轴测图。
图7显示为本发明实施例中艾条工具箱去外壳后的轴测图。
图8显示为本发明实施例中艾条工具箱去外壳后的后视图。
图9显示为本发明实施例中艾炷工具盒的轴测图。
图10显示为本发明实施例中艾炷工具盒去外壳后的正视图。
图11显示为本发明实施例中第一艾炷夹爪去外壳后的正视图。
图12显示为本发明实施例中艾炷工具箱的轴测图。
图13显示为本发明实施例中艾炷工具箱去外壳后的轴测图。
图14显示为本发明实施例中艾炷工具箱去外壳后的左视图。
图15显示为本发明实施例中艾灸机器人系统的控制方法的流程图。
图16显示为本发明实施例中更换艾条的流程图。
图17显示为本发明实施例中更换艾炷的流程图。
图18显示为本发明实施例中清理艾条的流程图。
图19显示为本发明实施例中清理艾炷的流程图。
图20显示为本发明实施例中艾灸机器人系统的控制流程框图。
附图标记说明
1 艾灸机器人本体
1-1 机器人底盘
1-2 旋转结构
1-3 机械臂
1-4 齿轮齿条伸缩杆结构
1-5 机器人外壳
1-6 触摸屏
1-7 摄像头
1-8 快换盘连接盘
1-9 快换盘公盘
1-11 底盘外壳
1-12 轨道式车轮
2 艾条工具盒
2-1 艾条工具盒外壳
2-2 开合门
2-21 齿轮盛放盘
2-22 第一齿轮
2-23 阀门
2-3 艾条丝杠传动单元
2-4 艾条夹爪
2-5 艾条风扇
2-6 艾条过滤网
2-7 艾条工具盒连接装置
2-8 第一快换盘母盘
3 艾条工具箱
3-A 艾条放置槽
3-1 艾条工具箱外壳
3-2 艾条推力装置
3-3 艾条阻挡装置
3-4 艾条接收移动装置
3-41 艾条盛放桶
3-42 艾条同步带
3-43 第一转轴
3-44 第二转轴
3-45 第一联轴器
3-46 第二步进电机
3-5 开合门驱动装置
3-6 艾条推入装置
3-7 艾条废物处理装置
3-71 第二电动推杆结构
3-72 第一艾灰盛放盒
3-8 艾条自动点火装置
3-9 艾条防护罩
4 艾炷工具盒
4-1 艾炷工具盒外壳
4-2 第一艾炷丝杠传动单元
4-3 第一夹持连接块
4-4 第一艾炷夹爪
4-41 夹爪外壳
4-42 第四步进电机
4-43 凸轮联轴器
4-44 凸轮
4-45 夹爪
4-46 弹簧
4-5 艾炷风扇
4-6 艾炷过滤网
4-7 艾炷工具盒连接装置
4-8 第二快换盘母盘
5 艾炷工具箱
5-B 艾炷推送槽
5-1 艾炷工具箱外壳
5-2 艾炷盛放板
5-3 艾炷推进装置
5-31 第三电动推杆结构
5-32 艾炷推进板
5-4 艾炷移动装置
5-41 艾炷同步带
5-42 第三转轴
5-43 第四转轴
5-44 第五步进电机
5-5 艾炷夹爪传动装置
5-6 艾炷推入板
5-7 艾炷废物处理装置
5-8 艾炷自动点火装置
A 艾条
B 艾炷
具体实施方式
如前述在背景技术中所提及的,大多数艾灸机器人的艾灸模式单一且艾灸准备过程人工辅助操作较多,艾灸过程中无法实现多模式多穴位的自动化自主化艾灸。
基于此,本发明提供一种智能艾灸机器人系统及其控制方法,通过艾灸机器人本体两侧设置的艾条工具箱及艾炷工具箱,能同时实现艾条或者艾炷两种模式的艾灸,实现多种模式的艾灸;通过艾条工具箱可以自动更换艾条工具盒中的艾条,通过艾炷工具箱可以自动更换艾炷工具盒中的艾炷,实现艾灸准备的自动化;通过至少三个机械臂实现至少三个穴位的同时艾灸,实现多穴位的艾灸;通过摄像头周期性地对艾灸穴位进行跟踪定位,通过语音识别模块进行艾灸微调,实现自动自主地适应性艾灸,有效提高了艾灸的效率。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图20。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示,本发明提供一种艾灸机器人系统,包括:艾灸机器人本体1、艾条工具盒2、艾条工具箱3、艾炷工具盒4及艾炷工具箱5;
艾条工具箱3及艾炷工具箱5分别置于艾灸机器人本体1的两侧,艾条工具盒2置于艾条工具箱3中,艾条工具箱3用于自动更换艾条工具盒2中的艾条,艾炷工具盒4置于艾炷工具箱5中,艾炷工具箱5用于自动更换艾炷工具盒4中的艾炷;
艾灸机器人本体1与艾条工具盒2及艾炷工具盒4可拆卸连接,实现艾灸操作。
可选地,如图1所示,多个艾条工具箱3及多个艾炷工具箱5分别置于艾灸机器人1本体的两侧,一个艾条工具箱3中每次可容纳一个艾条工具盒2,一个艾炷工具箱5中每次可容纳一个艾炷工具盒4。
详细地,如图1-3所示,艾灸机器人本体2包括:
机器人底盘1-1;
旋转结构1-2,设置在机器人底盘1-1上;
机械臂1-3,至少三条机械臂1-3设置于旋转结构1-2上;
齿轮齿条伸缩杆结构1-4,与机械臂1-3连接,并与艾条工具盒2及艾炷工具盒4可拆卸连接;
机器人外壳1-5,设置在旋转结构1-2上,罩住机械臂1-3的部分区域。
更详细地,如图2-3所示,机器人底盘1-1包括底盘外壳1-11和轨道式车轮1-12,底盘外壳1-11设置在至少四个轨道式车轮1-12上;在每个艾灸床旁边都设有两条轨道,用于放置并固定轨道式车轮1-12。
更详细地,旋转结构1-2至少包括电机及承载台(图中未示出),电机驱动承载台转动,实现旋转。
更详细地,如图2-3所示,机械臂1-3由三个旋转自由度组成,可定位一平面任意位置,在加上一个齿轮齿条伸缩杆结构1-4构成四自由度的机械臂,可定位空间任意位置;通过齿轮齿条伸缩杆结构1-4与艾条工具盒2及艾炷工具盒4可拆卸连接,实现艾条工具盒2及艾炷工具盒4的抓取与更换。其中,机械臂1-3的每个自由度对应设计一个伺服电机;齿轮齿条伸缩杆结构1-4中除了齿轮齿条伸缩杆,同样也包括电机。
可选地,如图1所示,三条机械臂1-3设置在旋转结构1-2上,能同时实现三个穴位的艾灸;可以理解的是,在其它实施例中,还可以是四条、五条等数目的机械臂1-3,可根据设计成本与艾灸需求灵活选择。
更详细地,机器人外壳1-5,设置在旋转结构1-2上并罩住机械臂1-3的部分区域,对艾灸机器人本体的顶部进行遮挡保护。
可选地,艾灸机器人本体1还包括第一控制器,第一控制器设置在机器人底盘1-1(图中未示出)中,第一控制器分别与旋转结构1-2中的电机、机械臂1-3中的伺服电机及齿轮齿条伸缩杆结构1-4中的电机连接,用于控制艾灸机器人本体1多个自由度的运动。
详细地,如图1-3,艾灸机器人本体1还包括:
上位机,用于数据的接收处理与指令的下发,与第一控制器连接;
触摸屏1-6,用于人机交互,与上位机连接;
摄像头1-7,用于艾灸目标的捕捉定位,与上位机连接;
语音识别模块,用于语音控制识别,与上位机连接。
其中,上位机与语音识别模块集成在触摸屏1-6的背部(图中未示出),语音识别卡进一步包括与语音采集模块(如麦克风)与语音处理模块,并与上位机连接,实现语音识别控制,增强其自主调节性;触摸屏1-6设置在艾灸机器人本体的背面(面对艾灸操作的医护人员),作为操作界面的显示硬件,用于人机交互;摄像头1-7设置在艾灸机器人本体的正面(面对患者及艾灸床),用于艾灸目标(艾灸穴位)的捕捉定位,便于周期性地对艾灸目标进行跟踪定位,提高艾灸的效率。
详细地,如图4-5所示,艾条工具盒2包括:艾条工具盒外壳2-1、开合门2-2、艾条丝杠传动单元2-3、艾条夹爪2-4、艾条风扇2-5及艾条过滤网2-6;
艾条工具盒外壳2-1包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在艾条工具盒外壳2-1内,从艾条工具盒外壳2-1的底部到艾条工具盒外壳2-1的顶部,依次设有开合门2-2、艾条丝杠传动单元2-3、艾条风扇2-5及艾条过滤网2-6,艾条夹爪2-4设置在艾条丝杠传动单元2-3的丝杠上,艾条夹爪2-4用于固定夹持艾条。
更详细地,如图4-5所示,开合门2-2包括齿轮盛放盘2-21、第一齿轮2-22及阀门2-23;第一齿轮2-22可旋转地设置在齿轮盛放盘2-21上,齿轮盛放盘2-21包括中空的齿轮盛放盘,第一齿轮2-22包括中空的齿轮,便于阀门2-23打开时艾条的进出,第一齿轮2-22与阀门2-23暴露在艾条工具盒外壳2-1之外;阀门2-23包括多片旋转叶片,多片旋转叶片相互独立地设置在第一齿轮2-22上,第一齿轮2-22的正向及逆向旋转带动多片旋转叶片旋转,实现阀门2-23的打开和关闭。通过开合门2-2,不仅可以防止艾灰掉落灼伤患者,也为艾条工具箱3进行全自动换艾条作了铺垫。
更详细地,艾条丝杠传动单元2-3至少包括丝杠结构和电机,如图5所示,丝杠结构至少包括丝杠、丝杠固定装置(如轴承)及引导杆,丝杠可旋转地设置在两个丝杠固定装置上,电机驱动丝杠旋转,引导杆同样固定在两个丝杠固定装置之间,艾条夹爪2-4设置在丝杠上,电机驱动丝杠旋转进而带动艾条夹爪2-4上下移动,同时,艾条夹爪2-4可滑动地设置在引导杆上,通过引导杆对艾条夹爪2-4的移动进行限位引导;艾条丝杠传动单元2-3主要用于实现艾条的升降,也可针对艾条燃烧速度,来调节艾条燃烧末端与患者身体的距离。
更详细地,艾条风扇2-5将艾烟往上方吸,艾烟经过艾条过滤网2-6(如五层过滤网)进行过滤,保证排出去的艾烟不会对空气造成影响,同时控制艾条风扇2-5的转动速度可对艾条的燃烧速度进行控制。
详细地,艾条工具盒2还包括第二控制器(图中未示出),第二控制器设置在机器人底盘1-1中,当艾灸机器人本体1与艾条工具盒2可拆卸连接时,第二控制器分别与艾条丝杠传动单元2-3中的电机及艾条风扇2-5连接,第二控制器还与上位机连接,接收上位机的指令并对关联电机及艾条风扇2-5进行控制。
详细地,如图6-8所示,艾条工具箱3包括:
艾条工具箱外壳3-1,用于保护壳内装置不受外界环境侵扰,且内部设置有艾条工具盒放置孔(图6-8中艾条工具盒2放置的位置)、艾条放置槽3-A与艾条传输通道(图中未示出),艾条工具盒放置孔与艾条放置槽3-A相互独立,艾条传输通道与艾条放置槽3-A的末端连通;
艾条推力装置3-2,用于推动艾条放置槽3-A中的艾条A,设置在艾条工具箱外壳3-1内且位于艾条放置槽3-A的首端;
艾条阻挡装置3-3,用于打开或者封闭艾条传输通道,设置在艾条工具箱外壳3-1内且位于艾条传输通道的一端;
艾条接收移动装置3-4,用于接收并移动艾条传输通道中掉落的艾条A,设置在艾条工具箱外壳3-1内且一端与艾条传输通道对应、另一端与艾条工具盒放置孔对应;
开合门驱动装置3-5,用于打开或关闭开合门2-2,设置在艾条工具箱外壳3-1内且靠近艾条工具盒放置孔的底部;
艾条推入装置3-6,用于将艾条接收移动装置3-4中的艾条推入艾条工具盒2,设置在艾条工具箱外壳3-1内且与艾条工具盒放置孔对应。
更详细地,如图7-8所示,艾条推力装置3-2包括直线电机、第一推板、弹簧、第二推板,直线电机驱动第一推板,至少两根弹簧设置在第一推板与第二推板之间,第二推板与艾条放置槽3-A中的艾条A接触,直线电机驱动第一推板,第一推板挤压弹簧,收到挤压的弹簧推动第二推板,第二推板推动艾条放置槽3-A中的艾条A由艾条放置槽3-A的首端向艾条放置槽3-A的末端移动。
更详细地,如图7-8所示,艾条阻挡装置3-3包括第一轴承、第一步进电机及横板,第一步进电机的转轴穿过第一轴承的内孔并与横板连接,第一步进电机的转轴带动横板转动,实现艾条传输通道的打开与封闭。在本发明的一个实施例中,第一步进电机每隔一段时间(自动换艾条时间)会先旋转90°,将艾条传输通道打开,等待艾条放置槽3-A中末端的艾条A落下,再旋转90°将艾条传输通道给封闭。
更详细地,如图7-8所示,艾条接收移动装置3-4包括:
艾条盛放桶3-41、艾条同步带3-42、第一转轴3-43、第二转轴3-44、第三轴承、第四轴承、第一联轴器3-45及第二步进电机3-46;
多个艾条盛放桶3-41间隔设置在艾条同步带3-42上,艾条同步带3-42的转动带动艾条盛放桶3-41,艾条盛放桶3-41在移动时可与艾条传输通道对准,艾条盛放桶3-41在移动时还可与艾条工具盒放置孔对准;
艾条同步带3-42套设在第一转轴3-43与第二转轴3-44上,第一转轴3-43穿过第三轴承的内孔并通过第一联轴器3-45与第二步进电机3-46的转轴连接,第二转轴3-44穿过第四轴承的内孔;第一转轴3-43可旋转地设置在第一轴承之内,第二步进电机3-46的转动带动第一转轴3-43旋转,进而带动艾条同步带3-42;第二转轴3-44可旋转地设置在第二轴承之内,艾条同步带3-42的运动带动第二转轴3-44转动。
其中,艾条同步带3-42的一端设置在艾条传输通道的下方,即第一转轴3-43设置在艾条传输通道的下方,使得艾条盛放桶3-41在移动时可与艾条传输通道对准,便于接收艾条传输通道中掉落的艾条A;艾条同步带3-42的另一端设置在艾条工具盒放置孔的下方,即第二转轴3-44设置在艾条工具盒放置孔的下方,使得艾条盛放桶3-41在移动时还可与艾条工具盒放置孔对准,便于后续利用艾条推入装置3-6将艾条盛放桶3-41中的艾条A推入艾条工具盒放置孔中放置的艾条工具盒2中;且艾条盛放桶3-41的底部设有直径小于艾条A的直径的开口,以允许艾条推入装置3-6的部分结构穿过艾条盛放桶3-41。
更详细地,开合门驱动装置3-5包括第三步进电机、第二轴承及第二齿轮(图中未示出),第三步进电机的转轴穿过第二轴承的内孔与第二齿轮连接,当艾条工具盒2置于艾条工具盒放置孔中时,第二齿轮与暴露出的第一齿轮2-22啮合,通过第三步进电机的转动带动第二齿轮,第二齿轮再带动第一齿轮2-22,实现开合门2-2的打开和关闭。
更详细地,如图8所示,艾条推入装置3-6包括第一电动推杆结构,第一电动推杆结构至少包括推杆和电机,推杆与艾条工具盒放置孔对准且位于艾条工具盒放置孔的下方,电机驱动推杆上下移动,推杆可穿过艾条盛放桶3-41推动艾条A进入艾条工具盒2。
详细地,如图8所示,艾条工具箱3还包括艾条废物处理装置3-7及艾条自动点火装置3-8;如图8所示,艾条废物处理装置3-7设置在艾条工具箱外壳3-1内且靠近艾条工具盒放置孔的底部,艾条废物处理装置3-7包括第二电动推杆结构3-71和第一艾灰盛放盒3-72,第二电动推杆结构3-71至少包括电机和推杆,第二电动推杆结构3-71中的推杆与第一艾灰盛放盒3-72连接,第二电动推杆结构3-71中的电机定时驱动推杆以定时接收和处理艾灸后的艾灰及剩余废物;如图8所示,艾条自动点火装置3-8设置在艾条工具箱外壳3-1内且靠近艾条工具盒放置孔的底部,对艾条工具盒2中放入的艾条A进行自动点燃操作。
详细地,如图6所示,艾条工具箱3还包括艾条防护罩3-9,艾条防护罩3-9设置在艾条放置槽3-A的上方,对艾条放置槽3-A及其中的艾条A进行遮挡保护。
详细地,艾条工具箱3还包括第三控制器(图中未示出),第三控制器设置在艾条工具箱外壳3-1中且位于艾条工具箱外壳3-1的底部;第三控制器分别与直线电机、第一步进电机、第二步进电机3-46、第三步进电机、第一电动推杆结构中的电机、第二电动推杆结构3-71中的电机及艾条自动点火装置3-8连接,第三控制器还与上位机连接,第三控制器接收上位机的指令并对关联电机及艾条自动点火装置3-8进行控制。
详细地,如图9-11所示,艾炷工具盒4包括:艾炷工具盒外壳4-1、第一艾炷丝杠传动单元4-2、第一夹持连接块4-3、第一艾炷夹爪4-4、艾炷风扇4-5及艾炷过滤网4-6;
艾炷工具盒外壳4-1包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在艾炷工具盒外壳4-1内,从艾炷工具盒外壳4-1的底部到艾炷工具盒外壳4-1的顶部,依次设有第一艾炷丝杠传动单元4-2、艾炷风扇4-5及艾炷过滤网4-6,第一艾炷夹爪4-4通过第一夹持连接块4-3套设在第一艾炷丝杠传动单元4-2的丝杠上,第一艾炷夹爪4-4用于固定夹持艾炷。
更详细地,如图10所示,第一艾炷丝杠传动单元4-2至少包括丝杠结构和电机,丝杠结构至少包括丝杠、丝杠固定装置(如轴承)及引导杆,丝杠可旋转地设置在两个丝杠固定装置上,电机驱动丝杠旋转,引导杆同样固定在两个丝杠固定装置之间,第一艾炷夹爪4-4通过第一夹持连接块4-3设置在丝杠上,电机驱动丝杠旋转进而带动第一艾炷夹爪4-4上下移动,同时,第一艾炷夹爪4-4通过第一夹持连接块4-3可滑动地设置在引导杆上,通过引导杆对第一艾炷夹爪2-4的移动进行限位引导;第一艾炷丝杠传动单元4-2主要用于实现艾炷的升降,也可针对艾炷燃烧速度,来调节艾炷燃烧末端与患者身体的距离。
更详细地,如图10-11所示,第一艾炷夹爪4-4包括:夹爪外壳4-41、第四步进电机4-42、凸轮联轴器4-43、凸轮4-44、夹爪4-45及弹簧4-46;第四步进电机4-42的转轴通过凸轮联轴器4-43与凸轮4-44连接;夹爪4-45包括第一夹爪部和第二夹爪部,弹簧4-46包括第一弹簧和第二弹簧,夹爪外壳4-41罩住凸轮联轴器4-43、凸轮4-44、第一弹簧及第二弹簧,第一弹簧一端与第一夹爪部连接、另一端与夹爪外壳4-41连接,第二弹簧一端与第二夹爪部连接、另一端与夹爪外壳4-41连接,凸轮4-44设置在第一夹爪部与第二夹爪部之间;未工作时,夹爪外壳4-41上固定的第一弹簧和第二弹簧被压缩,第一夹爪部和第二夹爪部被压紧靠在一起,使得夹爪4-45保持闭合;第四步进电机4-42旋转带动凸轮4-44旋转,控制夹爪4-45的打开和闭合。
更详细地,艾炷风扇4-5将艾烟往上方吸,艾烟经过艾炷过滤网4-6(如五层过滤网)进行过滤,保证排出去的艾烟不会对空气造成影响,同时控制艾炷风扇4-5的转动速度可对艾炷的燃烧速度进行控制。
详细地,艾炷工具盒还包括第四控制器(图中未示出),第四控制器设置在艾机器人底盘1-1中,当艾灸机器人本体1与艾炷工具盒4可拆卸连接时,第四控制器分别与第一艾炷丝杠传动单元4-2中的电机、第四步进电机4-42及艾炷风扇4-5连接,第四控制器还与上位机连接,第四控制器接收上位机的指令并对关联电机及艾炷风扇4-5进行控制。
详细地,如图12-14所示,艾炷工具箱5包括:
艾炷工具箱外壳5-1,用于保护壳内装置不受外界环境侵扰,内部设置有相互独立的艾炷推送槽5-B和艾炷工具盒放置孔;
艾炷盛放板5-2,与艾炷推送槽5-B匹配,其上设有多个盛放艾炷B的艾炷槽;
艾炷推进装置5-3,用于推动艾炷B,设置在艾炷工具箱外壳5-1内且靠近艾炷推送槽5-B;
艾炷移动装置5-4,用于接收并移动艾炷B,设置在艾条工具箱外壳5-1内且靠近艾炷推送槽5-B和艾炷工具盒放置孔;
艾炷夹爪传动装置5-5,用于抓取艾炷B并将艾炷B放置到艾炷移动装置5-4上,设置在艾条工具箱外壳5-1内且靠近艾炷推送槽5-B及艾炷移动装置5-4。
在艾灸之前,将艾炷B放置到艾炷盛放板5-2的艾炷槽中,再沿着艾炷推送槽5-B的槽口将艾炷盛放板5-2推入艾炷推送槽5-B中。
更详细地,如图13所示,艾炷推进装置5-3包括第三电动推杆结构5-31和艾炷推进板5-32,第三电动推杆结构5-31至少包括电机和推杆,第三电动推杆结构5-31中的推杆与艾炷推进板5-32连接,艾炷推进板5-32向艾炷夹爪传动装置5-5方向推动艾炷盛放板5-2上的艾炷B。
更详细地,如图13-14所示,艾炷移动装置5-4包括:艾炷同步带5-41、第三转轴5-42、第四转轴5-43、第五轴承、第六轴承、第二联轴器、第三联轴器、第一蜗轮蜗杆减速器及第五步进电机5-44;艾炷同步带5-41套设在第三转轴5-42与第四转轴5-43上,艾炷同步带5-41的转动带动艾炷B,艾炷B在移动时可与艾炷工具盒放置孔对准;第三转轴5-42穿过第五轴承的内孔并通过第二联轴器与第一蜗轮蜗杆减速器的输出轴连接,第一蜗轮蜗杆减速器的输入轴通过第三联轴器与第五步进电机5-44的转轴连接,第四转轴穿过第六轴承的内孔;第三转轴5-42可旋转地设置在第五轴承之内,第五步进电机5-44的转动带动第三转轴5-42旋转,进而带动艾炷同步带5-41;第四转轴5-43可旋转地设置在第六轴承之内,艾炷同步带5-41的运动带动第四转轴5-43转动。
其中,艾炷同步带5-41的一端设置在艾炷夹爪传动装置5-5的下方,即第四转轴5-43设置在艾炷夹爪传动装置5-5的下方,便于接收艾炷夹爪传动装置5-5运送的艾炷B;艾炷同步带5-41的另一端设置在艾炷工具盒放置孔的下方,即第三转轴5-42设置在艾炷工具盒放置孔的下方,使得艾炷同步带5-41在移动时可与艾炷工具盒放置孔对准,便于后续直接通过艾炷工具盒4中的第一艾炷夹爪4-4抓取艾炷同步带5-41上的艾炷B。
更详细地,如图13-14所示,艾炷夹爪传动装置5-5包括第六步进电机、第二蜗轮蜗杆减速器、第四联轴器、第五联轴器、丝杠结构、第七轴承、第八轴承、第二艾炷丝杠传动单元、第二夹持连接块、第二艾炷夹爪,丝杠结构至少包括丝杠和套设在丝杠上的滑块;第六步进电机的转轴通过第四联轴器与第二蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接,第二蜗轮蜗杆减速器的输出轴通过第五联轴器与丝杠的一端连接,丝杠的一端穿过第七轴承的内孔、另一端穿过第八轴承的内孔;丝杠可旋转地设置在第七轴承及第八轴承上,第六步进电机驱动丝杠转动,带动丝杠上的滑块水平移动;第二艾炷丝杠传动单元设置在滑块上,随着滑块水平移动,第二艾炷夹爪通过第二夹持连接块套设在第二艾炷丝杠传动单元的丝杠上,第二艾炷丝杠传动单元控制第二艾炷夹爪上下移动。
其中,与图10所示的结构类似,第二艾炷丝杠传动单元至少包括丝杠结构和电机,丝杠结构至少包括丝杠、丝杠固定装置(如轴承)及引导杆,丝杠可旋转地设置在两个丝杠固定装置上,电机驱动丝杠旋转,引导杆同样固定在两个丝杠固定装置之间,第二艾炷夹爪通过第二夹持连接块设置在丝杠上,电机驱动丝杠旋转进而带动第二艾炷夹爪上下移动,同时,第二艾炷夹爪通过第二夹持连接块可滑动地设置在引导杆上,通过引导杆对第二艾炷夹爪的移动进行限位引导;第二艾炷夹爪同样用于艾炷B的抓取,其结构与图10-11所示的第一艾炷夹爪的结构相同;第二艾炷丝杠传动单元主要用于实现艾炷B的升降,也可针对艾炷燃烧速度,来调节艾炷燃烧末端与患者身体的距离。
详细地,如图13-14所示,艾炷工具箱还包括艾炷推入板5-6、艾炷废物处理装置5-7及艾炷自动点火装置5-8;艾炷推入板5-6同时与艾炷盛放板5-2及艾炷推送槽5-B匹配,用于将艾炷盛放板5-2向艾炷推送槽5-B中推送;艾炷废物处理装置5-7设置在艾炷工具箱外壳5-1内且靠近艾炷工具盒放置孔的底部,艾炷废物处理装置5-7包括第三电动推杆结构和第二艾灰盛放盒,第三电动推杆结构至少包括电机及与电机连接的推杆,第三电动推杆结构中的推杆与第二艾灰盛放盒连接,第三电动推杆结构中的电机定时驱动推杆以定时接收和处理艾灸后的艾灰及剩余废物;艾炷自动点火装置5-8设置在艾炷工具箱外壳5-1内且靠近艾炷工具盒放置孔的底部,对艾炷工具盒4中放入的艾炷B进行自动点燃操作。
详细地,艾炷工具箱5还包括第五控制器,第五控制器设置在艾炷工具箱外壳5-1中且位于艾炷工具箱外壳5-1的底部,第五控制器分别与第三电动推杆结构5-31中的电机、第五步进电机5-44、第六步进电机、第二艾炷丝杠传动单元中的电机、第三电动推杆结构5-31中的电机及艾炷自动点火装置5-8连接,第五控制器还与上位机连接,第五控制器接收上位机的指令并对关联电机和艾炷自动点火装置5-8进行控制。
可选地,艾灸机器人本体1分别与艾条工具盒2及艾炷工具盒4通过公母快换盘的结合进行可拆卸连接;如图2-3所示,艾灸机器人本体1还包括快换盘连接盘1-8及快换盘公盘1-9,快换盘公盘1-9通过快换盘连接盘1-8与齿轮齿条伸缩杆结构1-4连接,即快换盘公盘1-9位于机械臂1-3的末端;如图4所示,艾条工具盒2还包括艾条工具盒连接装置2-7及第一快换盘母盘2-8,艾条工具盒连接装置2-7设置在艾条工具盒外壳2-1的外部,第一快换盘母盘2-8与艾条工具盒连接装置2-7连接,艾条工具盒连接装置2-7与艾条工具盒外壳2-1之间可通过螺栓进行连接,第一快换盘母盘2-8与艾条工具盒连接装置2-7之间可通过螺栓进行连接;如图9所示,艾炷工具盒4还包括艾炷工具盒连接装置4-7及第二快换盘母盘4-8,艾炷工具盒连接装置4-7设置在艾炷工具盒外壳4-1的外部,第二快换盘母盘4-8与艾炷工具盒连接装置4-7连接,艾炷工具盒连接装置4-7与艾炷工具盒外壳4-1之间可通过螺栓进行连接,第二快换盘母盘4-8与艾炷工具盒连接装置4-7之间可通过螺栓进行连接。其中,通过快换盘公盘1-9与第一快换盘母盘2-8的结合就可实现机械臂1-3与艾条工具盒2之间的连接,通过快换盘公盘1-9与第二快换盘母盘4-8的结合就可实现机械臂1-3与艾炷工具盒4之间的连接,实现艾条工具盒2及艾炷工具盒4的抓取与更换;当快换盘公盘1-9与第一快换盘母盘2-8连接时,第二控制器分别与艾条丝杠传动单元2-3中的电机及艾条风扇2-5通电连接;当快换盘公盘1-9与第二快换盘母盘4-8连接时,第四控制器分别与第一艾炷丝杠传动单元4-2中的电机、第四步进电机4-42及艾炷风扇4-5通电连接。
艾灸之前,将艾条工具盒2置于艾条工具箱3的艾条工具盒放置孔中,通过艾条工具箱3自动向艾条工具盒2中放入艾条A,艾灸之后,将艾条工具盒2置于艾条工具箱3的艾条工具盒放置孔中,通过艾条工具箱3自动清理艾条工具盒2中的艾灰及剩余废物;艾灸之前,将艾炷工具盒4置于艾炷工具箱5的艾炷工具盒放置孔中,通过艾炷工具箱5自动向艾炷工具盒4中放入艾炷B,艾灸之后,将艾炷工具盒4置于艾炷工具箱5的艾炷工具盒放置孔中,通过艾炷工具箱5自动清理艾炷工具盒4中的艾灰及剩余废物。
此外,本发明还基于该艾灸机器人系统提供一种艾灸机器人系统的控制方法,如图15所示,其包括步骤:
S1、提供艾灸机器人系统,如图1-3所示,艾灸机器系统包括人本体1、艾条工具盒2、艾条工具箱3、艾炷工具盒4及艾炷工具箱5,艾灸机器人本体1包括上位机、触摸屏1-6、机械臂1-3及摄像头1-7;
S2、征求询问患者的艾灸模式,在患者身体的穴位上放置视觉识别块;
S3、启动艾灸机器人系统,通过触摸屏1-6选择第一艾灸模式;
S4、通过艾条工具箱3更换艾条工具盒2中的艾条,或者通过艾炷工具箱5更换艾炷工具盒4中的艾炷;
S5、通过触摸屏1-6选择第二艾灸模式,控制机械臂1-3抓取艾条工具盒2后回到原点,或者控制机械臂1-3抓取艾炷工具盒4后回到原点;
S6、通过摄像头1-7对视觉识别块进行拍摄捕捉,并将数据传给上位机进行计算定位,得到定位坐标;
S7、控制机械臂1-3移动到定位坐标处,按照第二艾灸模式对患者进行艾灸。
详细地,在步骤S4中,如图16所示,通过艾条工具箱3更换艾条工具盒2中艾条的流程包括:
医护人员手动向艾条放置槽3-A中添加多根艾条;通过艾条推力装置3-2将艾条推动到艾条放置槽3-A的末端,打开艾条阻挡装置3-3,使得艾条通过艾条传输通道落入艾条盛放桶3-41中;驱动艾条同步带3-42转动,将装有艾条的艾条盛放桶3-41移动到艾条工具盒放置孔(艾条工具盒2放置在艾条工具盒放置孔中)的下方;通过开合门驱动装置3-5打开开合门2-2;通过艾条推入装置3-6将装有艾条的艾条盛放桶3-41中的艾条推入艾条工具盒2;通过艾条自动点火装置3-8点燃艾条;通过艾条推入装置3-6将艾条向艾条工具盒2中再次深度推进;通过艾条夹爪2-4抓取艾条;通过开合门驱动装置3-5关闭开合门2-2。
详细地,在步骤S4中,如图17所示,通过艾炷工具箱5更换艾炷工具盒4中艾炷的流程包括:
医护人员手动向艾炷盛放板5-2中放置多个艾炷;通过艾炷推入板5-6将艾炷盛放板5-2推入艾炷工具箱5的艾炷推送槽5-B中;通过艾炷推进装置5-3向前推进艾炷盛放板5-2,将艾炷盛放板5-2中的艾条向艾炷夹爪传动装置5-5的方向推动;通过艾炷夹爪传动装置5-5抓取艾炷,移动艾炷夹爪传动装置5-5到艾炷同步带5-41的上方,将艾炷放到艾炷同步带5-41上;驱动艾炷同步带5-41,将艾炷移动到艾炷工具盒放置孔(艾炷工具盒4放置在艾炷工具盒放置孔中)的下方;通过第一艾炷夹爪4-4抓取艾炷,通过艾炷自动点火装置5-8点燃艾炷。
可选地,如图15所示,第一艾灸模式包括艾条模式和艾炷模式;当第一艾灸模式为艾条模式时,第二模式至少包括温和灸和雀啄灸;当第一艾灸模式为艾炷模式时,第二模式至少包括隔姜灸和隔蒜灸。
详细地,如图8所示,艾条工具箱3包括艾条自动点火装置3-8,在步骤S4中,在通过艾条工具箱3更换艾条的同时,还通过艾条自动点火装置3-8点燃艾条;如图13所示,艾炷工具箱5包括艾炷自动点火装置5-8,在步骤S4中,在通过艾炷工具箱5更换艾炷的同时,还通过艾炷自动点火装置5-8点燃艾炷。
此外,在艾灸过程中,患者在艾灸床上不时有细微的移动,从而使得艾灸目标(艾灸穴位)的定位坐标发生了变化,如果仍按照上次的定位坐标进行艾灸则艾灸效果大打折扣;基于此,如图15所示,该艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
S8、在艾灸过程中,周期性地更新定位坐标,并根据更新后的定位坐标继续艾灸。
更详细地,如图15所示,实时更新定位并艾灸的步骤S8进一步包括:
S81、在艾灸过程中,周期性地通过摄像头1-7及上位机对视觉识别块进行跟踪定位,更新定位坐标;
S82、控制机械臂1-3移动到更新后的定位坐标处,继续按照第二艾灸模式对患者进行艾灸。
可选地,除了患者的身体在艾灸过程中的移动对艾灸效果有影响之外,不同的患者对同一个艾灸模式下的温度感官信息也不一样;基于此,艾灸机器人系统的控制方法还结合了艾灸机器人本体1中的语音识别模块对艾灸过程中的艾条或艾炷的高度进行差异性和自主性调控,如图15所示,艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
S9、通过艾灸机器人本体1中的语音识别模块语音调控艾条或艾炷的高度。
更详细地,如图15所示,通过语音调控艾条或艾炷高度的步骤S9进一步包括:
S91、在艾灸过程中,周期性地通过语音识别模块采集患者的语音,得到患者的艾灸温度感官信息;
S92、根据艾灸温度感官信息调节艾条工具盒2或者艾炷工具盒4的高度。
可选地,在艾灸完成之后,艾条工具盒2或者艾炷工具盒4中的艾灰及剩余废物需要及时清理,便于下次艾灸。基于此,艾灸机器人系统的控制方法还结合了艾条工具箱3中的艾条废物处理装置清理3-8和艾炷工具箱5中的艾炷废物处理装置5-8对艾灸后的艾灰及剩余废物进行清理,如图15所示,艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
S10、艾灸后,对艾条工具盒2或者艾炷工具盒4的艾灰及剩余废物进行清理。
详细地,如图15所示,清理艾条工具盒2或者艾炷工具盒4的步骤S10进一步包括:
S101、在艾灸完成后,控制机械臂1-3移动到艾条工具箱3并放下艾条工具盒2,或者控制机械臂1-3移动到艾炷工具箱5并放下艾炷工具盒4;
S102、控制机械臂1-3回到所述原点,通过艾条废物处理装置3-7清理艾条,或者通过艾炷废物处理装置5-7清理艾炷。
更详细地,在步骤S10中,如图18所示,通过艾条工具箱3清理艾条工具盒2中艾灰及剩余废物的流程包括:
通过开合门驱动装置3-5打开开合门2-2(艾条工具盒2放置在艾条工具盒放置孔中);通过艾条废物处理装置3-7中的第二电动推杆结构3-71将第一艾灰盛放盒3-72推到艾条工具盒放置孔的下方(即艾条工具盒2的下方);通过艾条丝杠传动单元2-3将艾条夹爪2-4下移到艾条工具盒2下端的出口;松开艾条夹爪2-4,使得艾条的残渣及剩余废物掉落到第一艾灰盛放盒3-72中;通过艾条废物处理装置3-7中的第二电动推杆结构3-71将第一艾灰盛放盒3-72移动到原位;通过开合门驱动装置3-5关闭开合门2-2。
更详细地,在步骤S10中,如图19所示,通过艾炷工具箱5清理艾炷工具盒4中艾灰及剩余废物的流程包括:
通过艾炷废物处理装置5-7中的第三电动推杆结构将第二艾灰盛放盒推到艾炷工具盒放置孔的下方(即艾炷工具盒4的下方),此时,艾炷工具盒4已经放置在艾炷工具盒放置孔中;通过第一艾炷丝杠传动单元4-2将第一艾炷夹爪4-4下移到艾炷工具盒4下端的出口;打开第一艾炷夹爪4-4,使得艾炷的残渣及剩余废物掉落到第二艾灰盛放盒中;关闭第一艾炷夹爪4-4;通过艾炷废物处理装置5-7中的第三电动推杆结构将第二艾灰盛放盒移动到原位。
其中,艾灸机器人系统中各个控制器的控制流程可参见图20,在此不再赘述。
综上所述,在本发明所提供的艾灸机器人系统及其控制方法中,通过艾条/艾炷工具箱可自动更换艾条/艾炷工具盒中的艾条/艾炷,实现了全自动更换,减轻了医护人员的负担,提升了工作效率,还能同时实现艾条或者艾炷两种模式的艾灸;艾灸机器人本体包括三个机械臂,三臂协调控制保证了多穴位艾灸,扩大了艾灸功效和治疗范围;通过摄像头的视觉定位可使机械臂精确移动至需要艾灸的穴位处,并且可以根据患者艾灸过程中的移动进行自动调整,实现了视觉定位跟踪,保证了艾灸过程中的安全性和自适应性;通过语音控制功能实现了患者的主动能动性,在实施艾灸的过程中,患者可通过语音对艾条/艾炷的高度进行微控,保证患者对温度感知的差异性和自主性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (33)

1.一种艾灸机器人系统,其特征在于,包括:艾灸机器人本体、艾条工具盒、艾条工具箱、艾炷工具盒及艾炷工具箱;
所述艾条工具箱及艾炷工具箱分别置于所述艾灸机器人本体的两侧,所述艾条工具盒置于所述艾条工具箱中,所述艾条工具箱用于自动更换所述艾条工具盒中的艾条,所述艾炷工具盒置于所述艾炷工具箱中,所述艾炷工具箱用于自动更换所述艾炷工具盒中的艾炷;
所述艾灸机器人本体与所述艾条工具盒及艾炷工具盒可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的艾灸机器人系统,其特征在于,多个所述艾条工具箱及多个所述艾炷工具箱分别置于所述艾灸机器人本体的两侧,一个所述艾条工具箱中每次可容纳一个所述艾条工具盒,一个所述艾炷工具箱中每次可容纳一个所述艾炷工具盒。
3.根据权利要求2所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾灸机器人本体包括:
机器人底盘;
旋转结构,设置在所述机器人底盘上;
机械臂,至少三条所述机械臂设置于所述旋转结构上;
齿轮齿条伸缩杆结构,与所述机械臂连接,并与所述艾条工具盒及艾炷工具盒可拆卸连接;
机器人外壳,设置在所述旋转结构上,罩住所述机械臂的部分区域。
4.根据权利要求3所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述机器人底盘包括底盘外壳和轨道式车轮,所述底盘外壳设置在至少四个所述轨道式车轮上;在每个艾灸床旁边都设有两条轨道,用于放置并固定所述轨道式车轮。
5.根据权利要求3所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾灸机器人本体还包括第一控制器,所述第一控制器设置在所述机器人底盘中,所述第一控制器分别与所述旋转结构中的电机、所述机械臂中的伺服电机及所述齿轮齿条伸缩杆结构中的电机连接。
6.根据权利要求5所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾灸机器人本体还包括:
上位机,用于数据的接收处理与指令的下发,与所述第一控制器连接;
触摸屏,用于人机交互,与所述上位机连接;
摄像头,用于艾灸目标的捕捉定位,与所述上位机连接;
语音识别模块,用于语音控制识别,与所述上位机连接。
7.根据权利要求6所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条工具盒包括:艾条工具盒外壳、开合门、艾条丝杠传动单元、艾条夹爪、艾条风扇及艾条过滤网;
所述艾条工具盒外壳包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在所述艾条工具盒外壳内,从所述艾条工具盒外壳的底部到所述艾条工具盒外壳的顶部,依次设有所述开合门、艾条丝杠传动单元、艾条风扇及艾条过滤网,所述艾条夹爪设置在所述艾条丝杠传动单元的丝杠上,所述艾条夹爪用于固定夹持艾条。
8.根据权利要求7所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述开合门包括齿轮盛放盘、第一齿轮及阀门;所述第一齿轮可旋转地设置在所述齿轮盛放盘上,所述第一齿轮与所述阀门暴露在所述艾条工具盒外壳之外;所述阀门包括多片旋转叶片,多片旋转叶片相互独立地设置在所述第一齿轮上,所述第一齿轮旋转带动多片所述旋转叶片旋转,实现所述阀门的打开和关闭。
9.根据权利要求8所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条工具盒还包括第二控制器,所述第二控制器设置在所述机器人底盘中,当所述艾灸机器人本体与所述艾条工具盒可拆卸连接时,所述第二控制器分别与所述艾条丝杠传动单元中的电机及艾条风扇连接,所述第二控制器还与所述上位机连接。
10.根据权利要求9所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条工具箱包括:
艾条工具箱外壳,内部设置有艾条工具盒放置孔、艾条放置槽与艾条传输通道,所述艾条工具盒放置孔与所述艾条放置槽相互独立,所述艾条传输通道与所述艾条放置槽的末端连通;
艾条推力装置,用于推动所述艾条放置槽中的艾条,设置在所述艾条工具箱外壳内且位于所述艾条放置槽的首端;
艾条阻挡装置,用于打开或者封闭所述艾条传输通道,设置在所述艾条工具箱外壳内且位于所述艾条传输通道的一端;
艾条接收移动装置,用于接收并移动所述艾条传输通道中掉落的艾条,设置在所述艾条工具箱外壳内且一端与所述艾条传输通道对应、另一端与所述艾条工具盒放置孔对应;
开合门驱动装置,用于打开或关闭所述开合门,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部;
艾条推入装置,用于将所述艾条接收移动装置中的艾条推入所述艾条工具盒,设置在所述艾条工具箱外壳内且与所述艾条工具盒放置孔对应。
11.根据权利要求10所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条推力装置包括直线电机、第一推板、弹簧、第二推板,所述直线电机驱动所述第一推板,至少两根所述弹簧设置在所述第一推板与所述第二推板之间,所述第二推板与所述艾条放置槽中的艾条接触。
12.根据权利要求11所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条阻挡装置包括第一轴承、第一步进电机及横板,所述第一步进电机的转轴穿过所述第一轴承的内孔并与所述横板连接,所述第一步进电机的转轴带动所述横板转动。
13.根据权利要求12所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条接收移动装置包括:
艾条盛放桶、艾条同步带、第一转轴、第二转轴、第三轴承、第四轴承、第一联轴器、第二步进电机;
多个所述艾条盛放桶间隔设置在所述艾条同步带上,所述艾条同步带的转动带动所述艾条盛放桶,所述艾条盛放桶在移动时可与所述艾条传输通道对准,所述艾条盛放桶在移动时还可与所述艾条工具盒放置孔对准;
所述艾条同步带套设在所述第一转轴与第二转轴上,所述第一转轴穿过所述第三轴承的内孔并通过所述第一联轴器与所述第二步进电机的转轴连接,所述第二转轴穿过所述第四轴承的内孔。
14.根据权利要求13所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述开合门驱动装置包括第三步进电机、第二轴承及第二齿轮,所述第三步进电机的转轴穿过所述第二轴承的内孔与所述第二齿轮连接,所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
15.根据权利要求14所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条推入装置包括第一电动推杆结构,所述第一电动推杆结构中的推杆与所述艾条工具盒放置孔对准,所述推杆可穿过所述艾条盛放桶推动艾条进入所述艾条工具盒。
16.根据权利要求15所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条工具箱还包括艾条废物处理装置及艾条自动点火装置;所述艾条废物处理装置设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部,所述艾条废物处理装置包括第二电动推杆结构和第一艾灰盛放盒,所述第二电动推杆结构中的推杆与所述第一艾灰盛放盒连接;所述艾条自动点火装置设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾条工具盒放置孔的底部。
17.根据权利要求16所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾条工具箱还包括第三控制器,所述第三控制器设置在艾条工具箱外壳中且位于所述艾条工具箱外壳的底部,所述第三控制器分别与所述直线电机、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第一电动推杆结构中的电机、第二电动推杆结构中的电机及艾条自动点火装置连接,所述第三控制器还与所述上位机连接。
18.根据权利要求17所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷工具盒包括:艾炷工具盒外壳、第一艾炷丝杠传动单元、第一夹持连接块、第一艾炷夹爪、艾炷风扇及艾炷过滤网;
所述艾炷工具盒外壳包括顶部和底部均开口的筒状结构;
在所述艾炷工具盒外壳内,从所述艾炷工具盒外壳的底部到所述艾炷工具盒外壳的顶部,依次设有所述第一艾炷丝杠传动单元、艾炷风扇及艾炷过滤网,所述第一艾炷夹爪通过所述第一夹持连接块套设在所述第一艾炷丝杠传动单元的丝杠上,所述第一艾炷夹爪用于固定夹持艾条。
19.根据权利要求18所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述第一艾炷夹爪包括:夹爪外壳、第四步进电机、凸轮联轴器、凸轮、夹爪及弹簧;所述第四步进电机的转轴通过所述凸轮联轴器与所述凸轮连接;所述夹爪包括第一夹爪部和第二夹爪部,所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧,所述夹爪外壳罩住所述凸轮联轴器、凸轮、第一弹簧及第二弹簧,所述第一弹簧一端与所述第一夹爪部连接、另一端与所述夹爪外壳连接,所述第二弹簧一端与所述第二夹爪部连接、另一端与所述夹爪外壳连接,所述凸轮设置在所述第一夹爪部与所述第二夹爪部之间;所述第四步进电机旋转带动所述凸轮旋转,控制所述夹爪的打开和闭合。
20.根据权利要求19所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷工具盒还包括第四控制器,所述第四控制器设置在所述机器人底盘中,当所述艾灸机器人本体与所述艾炷工具盒可拆卸连接时,所述第四控制器分别与所述第一艾炷丝杠传动单元中的电机、第四步进电机及艾炷风扇连接,所述第四控制器还与所述上位机连接。
21.根据权利要求20所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷工具箱包括:
艾炷工具箱外壳,内部设置有相互独立的艾炷推送槽和艾炷工具盒放置孔;
艾炷盛放板,与所述艾炷推送槽匹配,其上设有多个盛放艾炷的艾炷槽;
艾炷推进装置,用于推动所述艾炷,设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽;
艾炷移动装置,用于接收并移动所述艾炷,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽和所述艾炷工具盒放置孔;
艾炷夹爪传动装置,用于抓取所述艾炷并将所述艾炷放置到所述艾炷移动装置上,设置在所述艾条工具箱外壳内且靠近所述艾炷推送槽及艾炷移动装置。
22.根据权利要求21所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷推进装置包括第三电动推杆结构和艾炷推进板,所述第三电动推杆结构中的推杆与所述艾炷推进板连接,所述艾炷推进板向所述艾炷夹爪传动装置方向推动所述艾炷。
23.根据权利要求22所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷移动装置包括:艾炷同步带、第三转轴、第四转轴、第五轴承、第六轴承、第二联轴器、第三联轴器、第一蜗轮蜗杆减速器及第五步进电机;所述艾炷同步带套设在所述第三转轴与第四转轴上,所述艾炷同步带的转动带动所述艾炷,所述艾炷在移动时可与所述艾炷工具盒放置孔对准;所述第三转轴穿过所述第五轴承的内孔并通过所述第二联轴器与所述第一蜗轮蜗杆减速器的输出轴连接,所述第一蜗轮蜗杆减速器的输入轴通过所述第三联轴器与所述第五步进电机的转轴连接,所述第四转轴穿过所述第六轴承的内孔。
24.根据权利要求23所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷夹爪传动装置包括第六步进电机、第二蜗轮蜗杆减速器、第四联轴器、第五联轴器、丝杠结构、第七轴承、第八轴承、第二艾炷丝杠传动单元、第二夹持连接块、第二艾炷夹爪,所述丝杠结构至少包括丝杠和套设在所述丝杠上的滑块;所述第六步进电机的转轴通过所述第四联轴器与所述第二蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接,所述第二蜗轮蜗杆减速器的输出轴通过所述第五联轴器与所述丝杠的一端连接,所述丝杠的一端穿过所述第七轴承的内孔、另一端穿过所述第八轴承的内孔;所述第二艾炷丝杠传动单元设置在所述滑块上,所述第二艾炷夹爪通过所述第二夹持连接块套设在所述第二艾炷丝杠传动单元的丝杠上。
25.根据权利要求24所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷工具箱还包括艾炷推入板、艾炷废物处理装置及艾炷自动点火装置;所述艾炷推入板同时与所述艾炷盛放板及所述艾炷推送槽匹配,用于将所述艾炷盛放板向所述艾炷推送槽中推送;所述艾炷废物处理装置设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷工具盒放置孔的底部,所述艾炷废物处理装置包括第三电动推杆结构和第二艾灰盛放盒,所述第三电动推杆结构中的推杆与所述第二艾灰盛放盒连接;所述艾炷自动点火装置设置在所述艾炷工具箱外壳内且靠近所述艾炷工具盒放置孔的底部。
26.根据权利要求25所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾炷工具箱还包括第五控制器,所述第五控制器设置在艾炷工具箱外壳中且位于所述艾炷工具箱外壳的底部,所述第五控制器分别与所述第三电动推杆结构中的电机、第五步进电机、第六步进电机、第二艾炷丝杠传动单元中的电机、第三电动推杆结构中的电机及艾炷自动点火装置连接,所述第五控制器还与所述上位机连接。
27.根据权利要求26中所述的艾灸机器人系统,其特征在于,所述艾灸机器人本体分别与所述艾条工具盒及所述艾炷工具盒通过公母快换盘的结合进行可拆卸连接;所述艾灸机器人本体还包括快换盘连接盘及快换盘公盘,所述快换盘公盘通过所述快换盘连接盘与所述齿轮齿条伸缩杆结构连接;所述艾条工具盒还包括艾条工具盒连接装置及第一快换盘母盘,所述艾条工具盒连接装置设置在所述艾条工具盒外壳的外部,所述第一快换盘母盘与所述艾条工具盒连接装置连接;所述艾炷工具盒还包括艾炷工具盒连接装置及第二快换盘母盘,所述艾炷工具盒连接装置设置在所述艾炷工具盒外壳的外部,所述第二快换盘母盘与所述艾炷工具盒连接装置连接。
28.一种艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,包括步骤:
提供艾灸机器人系统,所述艾灸机器系统包括人本体、艾条工具盒、艾条工具箱、艾炷工具盒及艾炷工具箱,所述艾灸机器人本体包括上位机、触摸屏、机械臂及摄像头;
征求询问所述患者的艾灸模式,在患者身体的穴位上放置视觉识别块;
启动所述艾灸机器人系统,通过所述触摸屏选择第一艾灸模式;
通过所述艾条工具箱更换所述艾条工具盒中的艾条,或者通过所述艾炷工具箱更换所述艾炷工具盒中的艾炷;
通过所述触摸屏选择第二艾灸模式,控制所述机械臂抓取所述艾条工具盒后回到原点,或者控制所述机械臂抓取所述艾炷工具盒后回到所述原点;
通过所述摄像头对所述视觉识别块进行拍摄捕捉,并将数据传给所述上位机进行计算定位,得到定位坐标;
控制机械臂移动到所述定位坐标处,按照所述第二艾灸模式对所述患者进行艾灸。
29.根据权利要求28所述的艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,所述艾条工具箱包括艾条自动点火装置,在通过所述艾条工具箱更换所述艾条的同时,还通过所述艾条自动点火装置点燃所述艾条;所述艾炷工具箱包括艾炷自动点火装置,在通过所述艾炷工具箱更换所述艾炷的同时,还通过所述艾炷自动点火装置点燃所述艾炷。
30.根据权利要求29所述的艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸过程中,周期性地通过所述摄像头及所述上位机对所述视觉识别块进行跟踪定位,更新所述定位坐标;
控制机械臂移动到更新后的所述定位坐标处,继续按照所述第二艾灸模式对所述患者进行艾灸。
31.根据权利要求30所述的艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,所述艾灸机器人本体还包括语音识别模块,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸过程中,周期性地通过所述语音识别模块采集所述患者的语音,得到所述艾灸患者的艾灸温度感官信息;
根据所述艾灸温度感官信息调节所述艾条工具盒或者所述艾炷工具盒的高度。
32.根据权利要求31所述的艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,所述艾条工具箱还包括艾条废物处理装置,所述艾炷工具箱还包括艾炷废物处理装置,所述艾灸机器人系统的控制方法还包括步骤:
在艾灸完成后,控制所述机械臂移动到所述艾条工具箱并放下所述艾条工具盒,或者控制所述机械臂移动到所述艾炷工具箱并放下所述艾炷工具盒;
控制所述机械臂回到所述原点,通过所述艾条废物处理装置清理所述艾条,或者通过所述艾炷废物处理装置清理所述艾炷。
33.根据权利要求28-32中任意一项所述的艾灸机器人系统的控制方法,其特征在于,所述第一艾灸模式包括艾条模式和艾炷模式;当所述第一艾灸模式为所述艾条模式时,所述第二模式至少包括温和灸和雀啄灸;当所述第一艾灸模式为所述艾炷模式时,所述第二模式至少包括隔姜灸和隔蒜灸。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112043973A (zh) * 2020-09-16 2020-12-08 董瑞清 一种激光美容支撑辅助系统
CN112587402A (zh) * 2020-12-04 2021-04-02 上海钧控机器人有限公司 一种艾灸设备遥操作的系统和方法
CN112603818A (zh) * 2021-01-08 2021-04-06 武汉轻工大学 一种带啄灸功能的艾灸仪
CN113018168A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 河南智领医疗设备有限公司 一种无烟明火艾灸仪
CN113876577A (zh) * 2021-10-08 2022-01-04 通适(北京)技术有限公司 一种热敏灸机器人机箱
CN114246791A (zh) * 2022-02-26 2022-03-29 徐州百艾电子科技有限公司 一种便捷式艾烟净化器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202136571U (zh) * 2011-06-07 2012-02-08 韩志伟 艾灸机器人
CN202207290U (zh) * 2011-08-30 2012-05-02 武汉大学 一种艾灸自动机械手臂
KR101179293B1 (ko) * 2009-11-30 2012-09-03 재단법인대구경북과학기술원 침술 치료 로봇 시스템 및 그를 이용한 침술 치료 방법
CN204246478U (zh) * 2014-11-13 2015-04-08 樊红杰 音乐艾灸机器人
CN204910065U (zh) * 2015-09-09 2015-12-30 张毅 一种新型针灸治疗仪
CN108245416A (zh) * 2018-03-15 2018-07-06 广州上诺生物技术有限公司 一种智能化艾灸装置及其控制方法
CN108433979A (zh) * 2018-06-11 2018-08-24 唐静 艾灸装置
CN108542669A (zh) * 2018-05-23 2018-09-18 邢明的 一种自动化穴位定位式针灸拔罐医疗床
US20190167336A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-06 Li Shizhen (Guangzhou) Health Technology Co., Ltd. Intelligent Moxibustion Device
CN110384614A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 上海鸿迪信息技术有限公司 前列腺艾灸智能机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101179293B1 (ko) * 2009-11-30 2012-09-03 재단법인대구경북과학기술원 침술 치료 로봇 시스템 및 그를 이용한 침술 치료 방법
CN202136571U (zh) * 2011-06-07 2012-02-08 韩志伟 艾灸机器人
CN202207290U (zh) * 2011-08-30 2012-05-02 武汉大学 一种艾灸自动机械手臂
CN204246478U (zh) * 2014-11-13 2015-04-08 樊红杰 音乐艾灸机器人
CN204910065U (zh) * 2015-09-09 2015-12-30 张毅 一种新型针灸治疗仪
US20190167336A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-06 Li Shizhen (Guangzhou) Health Technology Co., Ltd. Intelligent Moxibustion Device
CN108245416A (zh) * 2018-03-15 2018-07-06 广州上诺生物技术有限公司 一种智能化艾灸装置及其控制方法
CN110384614A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 上海鸿迪信息技术有限公司 前列腺艾灸智能机器人
CN108542669A (zh) * 2018-05-23 2018-09-18 邢明的 一种自动化穴位定位式针灸拔罐医疗床
CN108433979A (zh) * 2018-06-11 2018-08-24 唐静 艾灸装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112043973A (zh) * 2020-09-16 2020-12-08 董瑞清 一种激光美容支撑辅助系统
CN112587402A (zh) * 2020-12-04 2021-04-02 上海钧控机器人有限公司 一种艾灸设备遥操作的系统和方法
CN112587402B (zh) * 2020-12-04 2022-12-02 上海钧控机器人有限公司 一种艾灸设备遥操作的系统和方法
CN112603818A (zh) * 2021-01-08 2021-04-06 武汉轻工大学 一种带啄灸功能的艾灸仪
CN112603818B (zh) * 2021-01-08 2022-09-16 武汉轻工大学 一种带啄灸功能的艾灸仪
CN113018168A (zh) * 2021-03-02 2021-06-25 河南智领医疗设备有限公司 一种无烟明火艾灸仪
CN113876577A (zh) * 2021-10-08 2022-01-04 通适(北京)技术有限公司 一种热敏灸机器人机箱
CN114246791A (zh) * 2022-02-26 2022-03-29 徐州百艾电子科技有限公司 一种便捷式艾烟净化器
CN114246791B (zh) * 2022-02-26 2022-04-29 徐州百艾电子科技有限公司 一种便捷式艾烟净化器

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