CN113304037B - 一种融合多种智能感知的混联按摩机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种融合多种智能感知的混联按摩机器人，属于康复机器人技术领域，包括箱体、三维移动装置、并联机器人、末端执行器和按摩头；箱体底部有花纹脚杯和万向刹车轮，箱体上固定有三维移动装置；三维移动装置能调节并联机器人的空间位置，末端固定有并联机器人；并联机器人有6个自由度，用于实现不同按摩手法，并联机器人的动平台固定末端执行器；末端执行器上有力传感器，末端执行器下部固定按摩头；按摩头有触觉传感器。本发明采用混联构型，工作空间大、负载能力强、自由度多、按摩手法；采用双目摄像头进行患者穴位识别和定位，采用力觉、触觉传感器实时检测按摩力，本发明可帮助医护人员对患者进行按摩，满足不同患者的个性化需求。

Description

一种融合多种智能感知的混联按摩机器人
技术领域
本发明涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种融合多种智能感知的混联按摩机器人。
背景技术
我国逐渐进入老龄化社会，老年疼痛患者日益增多，希望通过按摩缓解疼痛或解除疲惫的康复需求越来越多。传统按摩方式是由按摩师进行按摩，通常按摩师需进行长时间按摩动作，从而出现疲劳、效率低和疗效差异大等现象；按摩师的按摩方式有限，无法满足个性化按摩需求。
随着机器人技术的快速发展，由机器人技术与传统中医按摩手法相结合，代替传统按摩方式，通过按摩机器人来缓解人们的疲劳或者疼痛，达到保健养生或缓解疼通的目的。机器人按摩是智能化、专业化、个性化的康复新方式。
现有按摩机器人大多为机械臂末端固定按摩头，通过机械臂和按摩头的协同运动实施按摩，其中的机械臂大多采用串联构型，通常按摩力较小，难以达到较好的按摩效果；由刚性的球形或指形按摩头实施不同的按摩手法，按摩手法较单一，难以满足不同患者的个性化按摩需求。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种融合多种智能感知的混联式按摩机器人，可帮助医护人员对患者进行按摩。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种融合多种智能感知的混联按摩机器人，由箱体、三维移动装置、并联机器人、末端执行器和按摩头组成；所述箱体上固定有一个双目摄像头和所述三维移动装置，所述双目摄像头用于识别患者穴位；所述三维移动装置用于调节按摩机器人位置，末端固定有所述并联机器人；所述并联机器人通过不同的位姿变换实施不同的按摩手法，并联机器人有所述末端执行器；所述末端执行器用于按摩时提供缓冲效果和执行按摩手法，所述末端执行器上有一个力传感器，用于实时检测由所述按摩头传递来的力/扭矩，末端执行器安装有按摩头；所述按摩头直接与患者进行接触，按摩头上安装有触觉传感器，可检测按摩头的力度分布。
优选地，所述箱体由四个花纹脚杯、四个万向刹车轮、机箱、双目摄像头和控制触摸屏组成，花纹脚杯和万向刹车轮安装于机箱下部，用于按摩机器人固定或移动，机箱用于放置控制器和电缆，机箱上固定有双目摄像头，用于按摩机器人的视觉检测，通过图像匹配，可识别患者穴位；机箱上固定有触摸屏，用于调整按摩的手法、按摩力参数。万向刹车轮安装在机箱下面，可使按摩机器人进行任意方向移动，花纹脚杯固定在机箱下面，用于固定按摩机器人，机箱内存放按摩机器人的控制器和电缆；双目摄像头安装在机箱上方，用于视觉检测功能，通过双目摄像头采集的图像信息，可以识别和定位患者的穴位；控制触摸屏安装在机箱上，用于进行按摩参数的调整，可调整相应按摩的手法、按摩的力度参数和按摩的路径区域。
优选地，所述三维移动装置包括旋转转盘、立柱式竖向滚珠丝杠导轨和横向滚珠丝杠导轨，旋转转盘固定有第一步进电机，旋转转盘用于扩大按摩机器人的按摩范围并定位穴位的纵向位置，旋转转盘上设置有立柱式竖向滚珠丝杠导轨，立柱式竖向滚珠丝杠导轨用于按摩机器人的竖向移动并定位穴位的竖向位置，立柱式竖向滚珠丝杠导轨上安装有第二步进电机，立柱式竖向滚珠丝杠导轨上设置有移动块，移动块上固定有第一连接板，第一连接板与横向滚珠丝杠导轨相连接，横向滚珠丝杠导轨用于定位穴位的横向位置，横向滚珠丝杠导轨安装有第三步进电机。
优选地，所述并联机器人包括动平台、十二组虎克铰、6个支链、静平台和轴承座，静平台上有轴承座，静平台通过轴承座与横向滚珠丝杠导轨相连接；所述静平台与6个支链之间由6个虎克铰连接；所述并联机器人，能实施按法、滚法、揉法、擦法和磨法的不同按摩手法，满足不同患者的个性化按摩需求。所述并联机器人有6个自由度，静平台和动平台各有6个虎克铰，6根支链通过虎克铰铰接分别与动平台、静平台连接；所述并联机器人可以边调整姿态边按摩，满足不同患者的多样化需求。
所述末端执行器上安装有按摩头，按摩头可直接接触患者皮肤，并检测按摩力的大小；所述末端执行器由离心主轴、圆盘、力传感器、缓冲弹簧、小齿轮、回转减速电机、大齿轮、垂向振动电机、小连杆、大连杆、支架和支座组成，离心主轴与按摩头通过法兰盘相连接，离心主轴中间安装有圆盘，圆盘上固定有力传感器和六组缓冲弹簧，力传感器用于检测按摩力度大小，缓冲弹簧用于按摩时提供柔性按摩效果，离心主轴上方与所述并联机器人的动平台相连接，动平台上安装有大齿轮，大齿轮与离心主轴通过力传感器相连接，回转减速电机与小齿轮相配合连接，大齿轮与小齿轮相配合连接，回转减速电机通过大小齿轮传动带动离心主轴做离心旋转运动，可使按摩头做揉法动作；动平台侧方设置有支架，支架上方安装有垂向振动电机，垂向振动电机与小连杆相连接，小连杆与大连杆相铰接，大连杆与支座相连接，支座固定在圆盘侧方，垂向振动电机通过连杆机构带动圆盘做上下振动，使按摩头具有振动的按摩效果。
优选地，所述按摩头由硅胶套、触觉传感器、实心体和法兰盘组成，实心体的硬度较硬，硬度大于硅胶套，作为按摩机器人的施力部分，触觉传感器作为中间层安装在实心体和硅胶套的中间，用于直接检测按摩力大小，硅胶套安装在实心体和触觉传感器的最外层，硅胶作为与人体皮肤直接接触的部分，形成亲肤性表面，可减少人体的不适反应；法兰盘设置在按摩头上，便于按摩头拆卸、更换，以适应不同的按摩手法需求。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明采用混联构型，既有串联构型的工作空间大的优点，使得按摩时可以覆盖定位到人体的多处穴位，又有并联构型的承载能力大的优点；并联机器人的6自由度可实现多种按摩手法，包括按法、滚法、揉法、推法、擦法等，并且能够调整按摩机器人按摩时的姿态角度，更加能够适应不同人体部位的按摩手法，其末端执行器安装有力传感器，同时按摩头上有触觉传感器，能实时检测并反馈按摩力，双目摄像头用于患者穴位的定位。
2.本发明融合多种智能感知的混联按摩机器人，兼具串联构型工作空间大和并联构型刚性大、承载能力大的优点，通过三自由度的导轨移动和双目视觉传感进行穴位的定位，由六自由度的并联机器人实施复杂的按摩手法，末端执行器和按摩头上有力觉传感器和触觉传感器，实时反馈按摩力的大小，与不同按摩手法的力参数进行匹配，满足患者的个性化按摩需求。
附图说明
图1为本发明的按摩机器人总体示意图。
图2为本发明的按摩机器人箱体的结构示意图。
图3为本发明的按摩机器人的三维移动装置的结构示意图。
图4为本发明的按摩机器人的并联机器人的结构示意图。
图5为本发明的按摩机器人的末端执行器的结构示意图。
图6为本发明的按摩机器人的按摩头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和一项实施例，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例一：
参见图1、图2、图5和图6，一种融合多种智能感知的混联按摩机器人，由箱体1、三维移动装置2、并联机器人3、末端执行器4和按摩头5组成；所述箱体1上固定有一个双目摄像头14和所述三维移动装置2，所述双目摄像头14用于识别患者穴位；所述三维移动装置2用于调节按摩机器人位置，末端固定有所述并联机器人3；所述并联机器人3通过不同的位姿变换实施不同的按摩手法，并联机器人3有所述末端执行器4；所述末端执行器4用于按摩时提供缓冲效果和执行按摩手法，所述末端执行器4上有一个力传感器43，用于实时检测由所述按摩头5传递来的力/扭矩，末端执行器4安装有按摩头5；所述按摩头5直接与患者进行接触，按摩头5上安装有触觉传感器52，可检测按摩头5的力度分布。
本实施例融合多种智能感知的混联按摩机器人，兼具串联构型工作空间大和并联构型刚性大、承载能力大的优点，通过三自由度的导轨移动和双目视觉传感进行穴位的定位，由并联机器人实施复杂的按摩手法，末端执行器和按摩头上有力觉传感器和触觉传感器，实时反馈按摩力的大小，与不同按摩手法的力参数进行匹配，满足患者的个性化按摩需求。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
参见图1-6，在本实施例中，所述箱体1由四个花纹脚杯11、四个万向刹车轮12、机箱13、双目摄像头14和控制触摸屏15组成，花纹脚杯11和万向刹车轮12安装于机箱13下部，用于按摩机器人固定或移动，机箱13用于放置控制器和电缆，机箱13上固定有双目摄像头14，用于按摩机器人的视觉检测，通过图像匹配，可识别患者穴位；机箱13上固定有触摸屏15，用于调整按摩的手法、按摩力参数。
在本实施例中，所述三维移动装置2包括旋转转盘21、立柱式竖向滚珠丝杠导轨22和横向滚珠丝杠导轨22，旋转转盘211固定有第一步进电机212，旋转转盘211用于扩大按摩机器人的按摩范围并定位穴位的纵向位置，旋转转盘211上设置有立柱式竖向滚珠丝杠导轨221，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221用于按摩机器人的竖向移动并定位穴位的竖向位置，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221上安装有第二步进电机223，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221上设置有移动块222，移动块222上固定有第一连接板232，第一连接板232与横向滚珠丝杠导轨233相连接，横向滚珠丝杠导轨233用于定位穴位的横向位置，横向滚珠丝杠导轨233安装有第三步进电机231。
在本实施例中，所述并联机器人3包括动平台31、十二组虎克铰32、6个支链33、静平台34和轴承座35，静平台34上有轴承座35，静平台34通过轴承座35与横向滚珠丝杠导轨233相连接；所述静平台34与6个支链33之间由6个虎克铰连接；所述并联机器人3，能实施按法、滚法、揉法、擦法和磨法的不同按摩手法，满足不同患者的个性化按摩需求。
在本实施例中，所述末端执行器4上安装有按摩头5，按摩头5可直接接触患者皮肤，并检测按摩力的大小；所述末端执行器4由离心主轴41、圆盘42、力传感器43、缓冲弹簧44、小齿轮45、回转减速电机46、大齿轮47、垂向振动电机48、小连杆49、大连杆410、支架411和支座412组成，离心主轴41与按摩头5通过法兰盘54相连接，离心主轴41中间安装有圆盘42，圆盘42上固定有力传感器43和六组缓冲弹簧44，力传感器43用于检测按摩力度大小，缓冲弹簧44用于按摩时提供柔性按摩效果，离心主轴41上方与所述并联机器人3的动平台31相连接，动平台35上安装有大齿轮47，大齿轮47与离心主轴41通过力传感器43相连接，回转减速电机46与小齿轮45相配合连接，大齿轮46与小齿轮45相配合连接，回转减速电机46通过大小齿轮传动带动离心主轴41做离心旋转运动，可使按摩头做揉法动作；动平台31侧方设置有支架411，支架411上方安装有垂向振动电机48，垂向振动电机48与小连杆49相连接，小连杆49与大连杆410相铰接，大连杆410与支座412相连接，支座412固定在圆盘42侧方，垂向振动电机48通过连杆机构带动圆盘42做上下振动，使按摩头具有振动的按摩效果。
在本实施例中，所述按摩头由硅胶套51、触觉传感器52、实心体53和法兰盘54组成，实心体53的硬度较硬，硬度大于硅胶套(51)，作为按摩机器人的施力部分，触觉传感器52作为中间层安装在实心体53和硅胶套51的中间，用于直接检测按摩力大小，硅胶套51安装在实心体53和触觉传感器52的最外层，硅胶作为与人体皮肤直接接触的部分，形成亲肤性表面；法兰盘54设置在按摩头5上，便于按摩头拆卸、更换，以适应不同的按摩手法需求。
本实施例采用混联构型，既有串联构型的工作空间大的优点，使得按摩时可以覆盖定位到人体的多处穴位，又有并联构型的承载能力大的优点；并联机器人的6自由度可实现多种按摩手法，包括按法、滚法、揉法、推法、擦法等，并且能够调整按摩机器人按摩时的姿态角度，更加能够适应不同人体部位的按摩手法，其末端执行器安装有力传感器，同时按摩头上有触觉传感器，能实时检测并反馈按摩力，双目摄像头用于患者穴位的定位。
实施例三：
在本实施例中，如图1所示，
融合多种智能感知的混联按摩机器人由箱体1、三维移动装置2、并联机器人3、末端执行器4和按摩头5组成；所述箱体1上固定有双目摄像头14和三维移动装置2，双目摄像头14可定位人体的穴位，机器人根据定位的穴位位置进行智能的按摩路径规划；所述三维移动装置2用于调节按摩机器人的控制位置；所述三维移动装置2上固定有并联机器人3，并联机器人3可执行按摩时的各种复杂的按摩手法和调整按摩的姿态角度；所述并联机器人上设置有末端执行器4，末端执行器4可用于按摩时提供缓冲效果和执行按摩手法，末端执行器4上安装有力传感器43，可直接检测由按摩头传递过来的力/扭矩；所述末端执行器4上安装有按摩头5，按摩头5可直接对人体进行按摩接触，按摩头上安装有触觉传感器52，可检测按摩手掌的力度分布，根据按摩力度的分布大小调整更为合适的按摩力度和按摩姿态。
如图2所示，所述箱体1由四个花纹脚杯11、四个万向刹车轮12、机箱13、双目摄像头14和控制触摸屏15组成，万向刹车轮12安装在机箱13下面，可使按摩机器人进行任意方向移动，花纹脚杯11固定在机箱下面，用于固定按摩机器人当下的位置，防止按摩机器人的位置移动干扰到正常按摩，机箱13用于存放按摩机器人的相关控制器和电源电线，双目摄像头14安装在机箱13上方，用于按摩机器人的视觉检测功能，通过双目摄像头14采集的图像信息，按摩机器人可以定位人体的穴位分布并进行按摩的轨迹规划，控制触摸屏15安装在机箱13上，用于进行按摩功能参数的调整，可调整相应按摩的手法、按摩的力度参数和按摩的路径区域。
如图3所示，所述三维移动装置2由旋转转盘21、立柱式竖向滚珠丝杠导轨22、横向滚珠丝杠导轨22组成，旋转转盘211固定有第一步进电机212，旋转转盘211用于扩大按摩机器人的按摩范围并定位穴位的纵向位置，旋转转盘211上设置有立柱式竖向滚珠丝杠导轨221，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221用于按摩机器人的竖向移动并定位穴位的竖向位置，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221上安装有第二步进电机223，立柱式竖向滚珠丝杠导轨221上设置有移动块222，移动块222上固定有第一连接板232，第一连接板232与横向滚珠丝杠导轨233相连接，横向滚珠丝杠导轨233用于定位穴位的横向位置，横向滚珠丝杠导轨233安装有第三步进电机231。
如图4所示，所述并联机器人3由动平台31、十二组虎克铰32、6组支链33、静平台34、轴承座35组成，有6个自由度；所述静平台34上有轴承座35，静平台34通过轴承座35与横向滚珠丝杠导轨233相连；静平台34和动平台(31)分别与6个虎克铰座32固定连接，6根支链通过虎克铰铰接分别与动平台、静平台连接；所述并联机器人3可以边调整姿态边按摩，可实施按法、滚法、揉法、擦法和磨法等多种按摩手法，满足不同患者的个性化需求。
如图5所示，所述末端执行器4由离心主轴41、圆盘42、力传感器43、缓冲弹簧44、小齿轮45、回转减速电机46、大齿轮47、垂向振动电机48、小连杆49、大连杆410、支架411和支座412组成，离心主轴41与按摩头5通过法兰盘54相连接，离心主轴41中间安装有圆盘42，圆盘42上固定有力传感器43和六组缓冲弹簧44，力传感器43用于检测按摩力度大小，缓冲弹簧44用于按摩时提供柔性按摩效果，离心主轴41上方与所述并联机器人3的动平台31相连接，动平台35上安装有大齿轮47，大齿轮47与离心主轴41通过力传感器43相连接，回转减速电机46与小齿轮45相配合连接，大齿轮46与小齿轮45相配合连接，回转减速电机46通过大小齿轮传动带动离心主轴41做离心旋转运动，可使按摩头做揉法动作。动平台31侧方设置有支架411，支架411上方安装有垂向振动电机48，垂向振动电机48与小连杆49相连接，小连杆49与大连杆410相铰接，大连杆410与支座412相连接，支座412固定在圆盘42侧方，垂向振动电机48通过连杆机构带动圆盘42做上下振动，使按摩头具有振动的按摩效果。
如图6所示，所述按摩头由硅胶套51、触觉传感器52、实心体53和法兰盘54组成，实心体53的硬度较硬，作为按摩机器人的施力部分，触觉传感器52作为中间层安装在实心体53和硅胶套51的中间，用于直接检测按摩力大小，硅胶套51安装在实心体53和触觉传感器52的最外层，硅胶作为与人体皮肤直接接触的部分，其具有亲肤性，可减少人体的不适反应，法兰盘54设置在按摩头5上，便于按摩头拆卸、更换，以适应不同的按摩手法需求。
本发明的工作原理：
一种九自由度混联按摩机器人，使用时，首先患者俯卧于按摩床上，然后将机器人移动至合适位置，调节三维移动装置2至合适位置后，通过花纹脚杯11将其固定在当前位置上。其次按摩机器人将进行穴位定位操作，通过双目摄像头14进行视觉识别，自动的检测患者的穴位分布图，并规划出相应的按摩路径和按摩手法，旋转转盘21绕竖直方向转动，将所述横向滚珠丝杠导轨23转动到所需按摩的穴位上方，横向滚珠丝杠导轨23进行横向移动，移动到按摩穴位的准确位置上，立柱式竖向滚珠丝杠导轨22向下移动，使得按摩头与人体皮肤接触。最后并联机器人3通过配合末端执行器4实现中医的推法、摩法、按法、拍法、击法、滚法、掌揉、振法、搓揉和往复振揉组合按摩等手法。
本发明按摩机器人具有如下显著优点：
①采用混联构型的九自由度按摩机器人，自由度多，运动灵活，可实施多种按摩手法；
②工作空间大，负载能力强；
③采用双目摄像头进行患者穴位识别和定位，机器人进行精准定位；
④采用力觉和触觉传感器，实时检测按摩力，满足个性化按摩需求。
本发明可帮助医护人员对患者进行按摩。
综上所述，上述实施例融合多种智能感知的混联按摩机器人，属于康复机器人技术领域，包括箱体、三维移动装置、并联机器人、末端执行器和按摩头；其中，所述箱体底部有花纹脚杯和万向刹车轮，用于整体移动或固定按摩机器人，箱体上固定有三维移动装置；所述三维移动装置用于进行调节并联机器人的空间位置，末端固定有并联机器人；所述并联机器人有6个自由度，用于实现不同按摩手法，并联机器人的动平台固定末端执行器；所述末端执行器上有力传感器，可直接检测由按摩头传递来的力/扭矩，末端执行器下部固定按摩头；所述按摩头有触觉传感器。上述实施例按摩机器人，采用混联构型，具有工作空间大、负载能力强、自由度多、按摩手法多等显著优点；同时采用双目摄像头进行患者穴位识别和定位，采用力觉、触觉传感器实时检测按摩力，本发明可帮助医护人员对患者进行按摩，满足不同患者的个性化需求。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种融合多种智能感知的混联按摩机器人，由箱体(1)、三维移动装置(2)、并联机器人(3)、末端执行器(4)和按摩头(5)组成；其特征在于：所述箱体(1)上固定有一个双目摄像头(14)和所述三维移动装置(2)，所述双目摄像头(14)用于识别患者穴位；所述三维移动装置(2)用于调节按摩机器人位置，末端固定有所述并联机器人(3)；所述并联机器人(3)通过不同的位姿变换实施不同的按摩手法，并联机器人(3)有所述末端执行器(4)；所述末端执行器(4)用于按摩时提供缓冲效果和执行按摩手法，所述末端执行器(4)上有一个力传感器(43)，用于实时检测由所述按摩头(5)传递来的力/扭矩，末端执行器(4)安装有按摩头(5)；所述按摩头(5)直接与患者进行接触，按摩头(5)上安装有触觉传感器(52)，可检测按摩头(5)的力度分布；
所述并联机器人(3)包括动平台(31)、十二组虎克铰(32)、6个支链(33)、静平台(34)和轴承座(35)，静平台(34)上有轴承座(35)，静平台(34)通过轴承座(35)与横向滚珠丝杠导轨(233)相连接；所述静平台(34)与6个支链(33)之间由6个虎克铰连接；所述并联机器人(3)，能实施按法、滚法、揉法、擦法和磨法的不同按摩手法，满足不同患者的个性化按摩需求；
所述末端执行器(4)上安装有按摩头(5)，按摩头(5)可直接接触患者皮肤，并检测按摩力的大小；所述末端执行器(4)由离心主轴(41)、圆盘(42)、力传感器(43)、缓冲弹簧(44)、小齿轮(45)、回转减速电机(46)、大齿轮(47)、垂向振动电机(48)、小连杆(49)、大连杆(410)、支架(411)和支座(412)组成，离心主轴(41)与按摩头(5)通过法兰盘(54)相连接，离心主轴(41)中间安装有圆盘(42)，圆盘(42)上固定有力传感器(43)和六组缓冲弹簧(44)，力传感器(43)用于检测按摩力度大小，缓冲弹簧(44)用于按摩时提供柔性按摩效果，离心主轴(41)上方与所述并联机器人(3)的动平台(31)相连接，动平台(35)上安装有大齿轮(47)，大齿轮(47)与离心主轴(41)通过力传感器(43)相连接，回转减速电机(46)与小齿轮(45)相配合连接，大齿轮(46)与小齿轮(45)相配合连接，回转减速电机(46)通过大小齿轮传动带动离心主轴(41)做离心旋转运动，可使按摩头做揉法动作；动平台(31)侧方设置有支架(411)，支架(411)上方安装有垂向振动电机(48)，垂向振动电机(48)与小连杆(49)相连接，小连杆(49)与大连杆(410)相铰接，大连杆(410)与支座(412)相连接，支座(412)固定在圆盘(42)侧方，垂向振动电机(48)通过连杆机构带动圆盘(42)做上下振动，使按摩头具有振动的按摩效果。
2.根据权利要求1所述的融合多种智能感知的混联按摩机器人，其特征在于：所述箱体(1)由四个花纹脚杯(11)、四个万向刹车轮(12)、机箱(13)、双目摄像头(14)和控制触摸屏(15)组成，花纹脚杯(11)和万向刹车轮(12)安装于机箱(13)下部，用于按摩机器人固定或移动，机箱(13)用于放置控制器和电缆，机箱(13)上固定有双目摄像头(14)，用于按摩机器人的视觉检测，通过图像匹配，可识别患者穴位；机箱(13)上固定有触摸屏(15)，用于调整按摩的手法、按摩力参数。
3.根据权利要求1所述的融合多种智能感知的混联按摩机器人，其特征在于：所述三维移动装置(2)包括旋转转盘(21)、立柱式竖向滚珠丝杠导轨(22)和横向滚珠丝杠导轨(22)，旋转转盘(211)固定有第一步进电机(212)，旋转转盘(211)用于扩大按摩机器人的按摩范围并定位穴位的纵向位置，旋转转盘(211)上设置有立柱式竖向滚珠丝杠导轨(221)，立柱式竖向滚珠丝杠导轨(221)用于按摩机器人的竖向移动并定位穴位的竖向位置，立柱式竖向滚珠丝杠导轨(221)上安装有第二步进电机(223)，立柱式竖向滚珠丝杠导轨(221)上设置有移动块(222)，移动块(222)上固定有第一连接板(232)，第一连接板(232)与横向滚珠丝杠导轨(233)相连接，横向滚珠丝杠导轨(233)用于定位穴位的横向位置，横向滚珠丝杠导轨(233)安装有第三步进电机(231)。
4.根据权利要求1所述的融合多种智能感知的混联按摩机器人，其特征在于：所述按摩头由硅胶套(51)、触觉传感器(52)、实心体(53)和法兰盘(54)组成，实心体(53)的硬度较硬，硬度大于硅胶套（51），作为按摩机器人的施力部分，触觉传感器(52)作为中间层安装在实心体(53)和硅胶套(51)的中间，用于直接检测按摩力大小，硅胶套(51)安装在实心体(53)和触觉传感器(52)的最外层，硅胶作为与人体皮肤直接接触的部分，形成亲肤性表面；法兰盘(54)设置在按摩头(5)上，便于按摩头拆卸、更换，以适应不同的按摩手法需求。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2031874B1 (en) * 2022-05-16 2023-11-24 Univ Beihang Intelligent robot for back-slap sputum excretion

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118933A1 (ja) * 2008-03-28 2009-10-01 学校法人早稲田大学 マッサージロボット及びその制御プログラム
CN104606035A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 安徽理工大学 三自由度混联式中医推拿按摩机器人
CN105796296A (zh) * 2016-05-18 2016-07-27 虞田乐 一种基于Stewart 并联机构的腋下智能按摩装置
CN105796309A (zh) * 2016-05-22 2016-07-27 程岚 一种医疗保健专用超声波肩部按摩机器人
CN106109199A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 安庆市好迈网络信息技术有限公司 一种基于冗余驱动双并联机构臀部按摩机器人用按摩装置
CN107898594A (zh) * 2017-12-20 2018-04-13 燕山大学 一种复现式腰部治疗伺服机器人
CN108392357A (zh) * 2018-04-28 2018-08-14 王天牧 一种能复制推拿手法的按摩设备
CN108904264A (zh) * 2018-09-10 2018-11-30 梅州市凯煜自动化科技有限公司 一种穴位按摩理疗机及其穴位定位方法
CN208552474U (zh) * 2017-11-27 2019-03-01 西安航空学院 一种基于数据分析的穴位按摩系统
CN109674647A (zh) * 2019-03-07 2019-04-26 西安伊蔓蒂电子科技有限公司 一种按摩机器人
CN109998880A (zh) * 2019-05-10 2019-07-12 陈刚 一种基于视觉和压力传感器的人机交互式机械手按摩装置
CN110960414A (zh) * 2020-01-10 2020-04-07 天寿健康科技(济南)有限公司 物联网健康机器人

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009118933A1 (ja) * 2008-03-28 2009-10-01 学校法人早稲田大学 マッサージロボット及びその制御プログラム
CN104606035A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 安徽理工大学 三自由度混联式中医推拿按摩机器人
CN105796296A (zh) * 2016-05-18 2016-07-27 虞田乐 一种基于Stewart 并联机构的腋下智能按摩装置
CN105796309A (zh) * 2016-05-22 2016-07-27 程岚 一种医疗保健专用超声波肩部按摩机器人
CN106109199A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 安庆市好迈网络信息技术有限公司 一种基于冗余驱动双并联机构臀部按摩机器人用按摩装置
CN208552474U (zh) * 2017-11-27 2019-03-01 西安航空学院 一种基于数据分析的穴位按摩系统
CN107898594A (zh) * 2017-12-20 2018-04-13 燕山大学 一种复现式腰部治疗伺服机器人
CN108392357A (zh) * 2018-04-28 2018-08-14 王天牧 一种能复制推拿手法的按摩设备
CN108904264A (zh) * 2018-09-10 2018-11-30 梅州市凯煜自动化科技有限公司 一种穴位按摩理疗机及其穴位定位方法
CN109674647A (zh) * 2019-03-07 2019-04-26 西安伊蔓蒂电子科技有限公司 一种按摩机器人
CN109998880A (zh) * 2019-05-10 2019-07-12 陈刚 一种基于视觉和压力传感器的人机交互式机械手按摩装置
CN110960414A (zh) * 2020-01-10 2020-04-07 天寿健康科技(济南)有限公司 物联网健康机器人

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