CN113995668A - 智能艾灸仪 - Google Patents

Abstract

一种智能艾灸仪，包括走行机构(4)、过滤组件(3)、支臂机构(2)、艾灸头机构(1)，其技术要点是：支臂机构(2)包括各具有一个旋转自由度的分别位于支臂机构(2)端部的第一坐标点(N)和第二坐标点(S)、用于实时监测各点平面坐标的定位组件；支臂机构(2)输出端通过驱动一个自由度连接转接件(21)，转接件(21)通过驱动一个自由度连接艾灸头机构(1)；行走轮组件(43)为四个以上的偶数个，行走轮组件(43)之间相互协同以驱动底座(41)在具有第一坐标点(N)和第二坐标点(S)的平面坐标系中驱动支臂机构(2)整体平移。其具有结构简单紧凑、使用方便快捷、智能化程度高等优点。

Description

智能艾灸仪

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体说是一种智能艾灸仪。

背景技术

现有的艾灸仪智能化程度较低，大多仍需要大量的人工介入，难以实现智能化。并且由于缺乏有效的自动进给和防烫伤保护机制，存在较大的安全隐患。此外，由于现有的艾灸仪结构设计较为简单，对于仪器内空间利用率仍然较低，导致仪器壳体内存在大量冗余空间，无法实现仪器的小型化与紧凑化，排烟和排线管路暴露在壳体之外，影响了设备的美观性。

如公开号CN104095748A的发明专利申请公开一种“回旋灸艾灸仪”，该技术方案仅以较为上位的技术方案对艾灸仪的结构进行了说明，在实际应用中仍存在较多问题。

如公开号CN108836842A的发明专利申请公开的一种“艾灸仪”，该技术方案包括有艾灸仪座、连接架；连接架连接连接管、滑动插接管；连接管套接有转动管；转动管成型有吸烟孔；转动管内安装有阀圈；阀圈侧壁成型有吸烟孔；转动管滑动套接有转动连接管；转动连接管连接有艾灸单元；艾灸单元包括外管体；外管体内安装有内管体；内管体固定连接有网孔板、吸烟槽；内管体转动连接推动艾条向下运动的推进齿轮；艾灸仪座上设置有负压过滤组件，负压过滤组件包括外桶；外桶内部安装有导流内桶；导流内桶成型有侧漏孔，导流内桶上端安装有排气罩；排气罩中心成型有通气管。该技术方案的艾灸头部分采用了原始的燃烧艾条的方式，但由于艾灸头机构结构过于简单，无法用多参数实现更为精准的自动化控制。

如公开号CN110613606A的发明专利申请公开的一种“智能艾灸仪”，该技术方案包括机械臂组件、机箱组件和灸头组件，所述机械臂组件包括：大臂、上臂、关节架、传动组件和烟管，所述机箱组件包括：屏幕、触摸开关、主控板、驱动器、旋转平台、旋转平台驱动电机、滤盒、风箱、配重块、脚轮和箱壳，所述灸头组件包括灸头、灸头固定架、灰网固定盒和熄火盖，还包括激光灯、温度传感器、距离传感器和机械臂控制按钮。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能艾灸仪，从根本上解决了上述问题，其具有结构简单紧凑、使用方便快捷、智能化程度高等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该智能艾灸仪包括走行机构、过滤组件、支臂机构、艾灸头机构，走行机构包括底座、固定在底座上的支撑骨架，支臂机构和过滤组件装配在支撑骨架上，其技术要点是：支臂机构包括各具有一个旋转自由度的分别位于支臂机构端部的第一坐标点和第二坐标点、用于实时监测各点平面坐标的定位组件；支臂机构输出端通过驱动一个自由度连接转接件，转接件通过驱动一个自由度连接艾灸头机构；行走轮组件为四个以上的偶数个，行走轮组件之间相互协同以驱动底座在具有第一坐标点和第二坐标点的平面坐标系中驱动支臂机构整体平移。

进一步的，艾灸头机构包括支撑结构组件、艾条进给组件，艾条进给组件包括限位在支撑结构组件内的通过给进弹簧弹性限位在驱动输出端的，且以步进式驱动艾条沿线性移动的步进压板。

进一步的，支撑结构组件包括由中间板作为连接支撑的艾灸罩和烟道外壳，烟道外壳包括伸入艾灸罩中的罩壳连接部、与中间板固定的连接环、突出在中间板外的灰网连接部。

进一步的，烟道外壳内通过隔热环间隔设有艾条仓，隔热环套设在艾条仓上，并具有一个喇叭状开口，艾条仓与烟道外壳之间间隔有烟气通道。

进一步的，艾灸罩内设有用于监测艾条进给组件输出端步进电机丝杠的运动状态的光电开关。

进一步的，烟道外壳上通过支撑在隔热环上的弹性组件限位有灰网罩。

进一步的，灰网罩内壁上设有若干沿周向设置的连接耳，连接耳上通过除灰弹簧弹性限位定位销，定位销支撑在隔热环上，拦灰网弹性限位在隔热环和连接耳之间。

进一步的，步进压板上设有由震动马达提供动力的震动组件。

进一步的，过滤组件包括带有通风口的底壳、固定在底壳上的筒状的过滤壳体、密封设置在过滤壳体上的带有进气口的密封盖、限位在底壳内与过滤壳体的底部出气口连通的风扇，风扇的排风口与底壳的通风口对应。

本发明的有益效果：整体技术方案上，本发明智能艾灸仪具有可空间定位的走行机构、可随走行机构移动的过滤组件、固定在走行机构的支撑骨架上的支臂机构、位于支臂机构末端的高度智能化的艾灸头机构。

对于艾灸头机构，其采用了由中间板与角码衔接的烟道外壳与艾灸罩作为主体结构，其中烟道外壳包括由连接环分隔罩壳连接部与灰网连接部构成的十字结构，并在罩壳连接部上开设了连通至外部的排烟口，铝合金制成的角码的开口与排烟口相对应，角码还作为结构支撑使用，提高了艾灸头机构与支臂机构连接的刚性。艾条给进部分采用了步进电机驱动贯通丝杠的方式，配以若干中空光轴实现升降板的升降及电气部件的走线，进而通过给进弹簧带动步进压板的进给，给进弹簧可在在步进电机过位驱动时提供缓冲及补偿。用于艾条的固定部分采用由外向内同心柱布置，最外侧为一体结构的烟道外壳的灰网连接部，其底部弹性装配灰网罩，向内为隔热环间隔的艾条仓，艾条仓和隔热环将热量隔离，防止损坏烟道外壳，隔热环通过采用不同尺寸的导向内孔，可以使艾灸头适配多种规格艾条。最内侧为步进压板固定的艾条，燃烧艾条产生烟气在负压作用下由排烟口进入过滤组件。在保证烟气与烟灰可排除、燃烧所需氧气供给充足的情况下尽可能地使结构更为紧凑。为保证艾条上的烟灰快速地脱离艾条，在步进压板上设置了震动马达，起到实时“掸条”的功能，执行除灰程序时，机械臂运动至嵌入式集灰盒位置，统一回收掸落的烟灰。集灰盒上部嵌有硅胶多瓣式盖板，防止烟灰外落。完成除灰程序后，集灰盒自动回缩至机体内部。

此外，为避免艾条烫伤人体，不但将灰网罩的开口形状改为了波形，波形上嵌有亲肤硅胶。还进一步设置了双重保护机制。灰网罩通过位于隔热环底部的若干除灰弹簧和定位销弹性装配，拦灰网则通过定位销的环形卡槽固定为一体结构，并由连接耳支撑，其间采用了相互配合凸起与滑槽结构，从而使灰网罩可通过旋转卡接限位的方式装配，此时除灰弹簧以压缩的方式套装在定位销上，并隔热环为支点向外弹性支撑灰网罩。一旦灰网罩触碰人体回缩时，灰网罩回缩触碰位于烟道外壳外壁上的接触开关，随即触发防碰撞程序执行回弹或制动。位于升降板上的红外传感器实时监测升降板与步进压板之间的距离，当距离逐渐缩小时即说明艾条完全燃尽，随即执行撤出动作并语音提示。

艾灸头上布置多个阵列激光传感器，实时监测艾灸头机构与人体之间的距离，根据不同传感器监测的距离差值，实时控制艾灸头空间角度，实现艾灸过程的人体曲面随动功能。当艾灸头与人体表面距离小于或大于设定值时机械臂进行响应调整。

对于支臂机构，其采用了升降机构与旋转臂配合的方式实现艾灸头机构的空间定位，前者实现Z向定位，后者实现XY平面定位。升降机构固定在走行机构的支撑骨架上，随走行机构同步移动。第一旋转臂末端通过转接件衔接艾灸头机构，通过角度电机为其增加艾灸头摆角的自由度，进而实现多维度控制。艾灸仪外部不存在多余布线，而是将烟道和排线完全“嵌入”到支臂机构内。

对于走行机构，其简化方案中可采用安装底盘配合现有的无动力万向轮作为滚动组件。其优化方案中，则可进一步采用具有自主运动功能的全向轮驱动，并进一步配合艾灸头机构的艾条坐标，实现机构小型化时，通过底盘整体迁移的方式补偿支臂机构长度不足的问题。

对于过滤组件，采用机身自带的可移动式过滤组件，由于排气通道采用管状结构，过流面积相对较大，无需采用过大功率的风扇即可提供足以排除烟气和烟灰的负压，上下O型圈密封的快换插接式结构将烟气通道与排线通道整合在支臂机构内，在不影响使用的情况下，更换快捷方便，使外形更简洁美观。

附图说明

图1为本发明艾灸仪的等轴侧视结构示意图。

图2为本发明艾灸头机构的等轴侧视结构示意图。

图3为本发明艾灸头机构的分解结构示意图。

图4为本发明艾灸头机构的剖视结构示意图。

图4A为图4的部分结构的轴侧剖视结构示意图。

图5为本发明艾灸仪的内部结构示意图。

图5A为图5的轴侧剖视结构示意图。

图6为本发明过滤组件的底部结构示意图。

图6A为图6的剖视结构示意图。

图7为本发明支臂机构的结构示意图。

图7A为图7的动作原理示意图。

图8为本发明艾灸灸头自由度调整参数采集原理的示意图。

图9为本发明支臂机构位移补偿原理的示意图。

具体实施方式

以下结合图1~9，通过具体实施例详细说明本发明的内容。

智能艾灸仪]

智能艾灸仪包括走行机构4、限位在走行机构4的支撑骨架44内的过滤组件3、固定在走行机构4上的支臂机构2以及设置在支臂机构2末端的艾灸头机构1。

艾灸头机构]

艾灸头机构1包括由支撑结构组件14限位的艾条进给组件13、与艾条进给组件13配合的震动组件11，支撑结构组件14包括通过中间板144衔接的艾灸罩142和烟道外壳141。艾灸头机构1整体的受力点位于侧部，即通过角码1422可旋转的装配在机械臂的末端。艾灸罩142底部依次通过螺栓固定烟道外壳141和中间板144，其中角码1422采用强度较高的铝合金制成，装配时，先通过平头螺栓将中间板144与角码1422，然后将角码1422配合在艾灸罩142的法兰后盖1421上实现装配，最后将烟道外壳141通过自攻钉固定在144上，中间板144上通过激光尺安装板1441固定激光尺126。烟道外壳141包括与中间板144装配的连接环1412、与灰网罩143配合的灰网连接部1414、用于艾条进给组件13的罩壳连接部1413，罩壳连接部1413一侧还设有与角码1422开口处对应的排烟口1411，以方便后续安装排烟或电控管线（图中未示出），罩壳连接部1413还固定了中部留有通孔的PCB板122。

艾灸罩142内，烟道外壳141内部同轴固定艾条仓137，步进电机131限位在烟道外壳141的上部，作为其输出轴的丝杠134，丝杠134的输出端设置位于艾条仓137内的升降板133，升降板133上同向设有若干通过轴套1351限位在艾条仓137或烟道外壳141上的光轴135。从而可通过步进电机131的丝杠134线性驱动升降板133的平稳升降，且动作时，艾条仓137始终固定。艾条仓137与烟道外壳141的灰网连接部1414之间设有固定（例如螺合、粘接等常规技术手段）在艾条仓137外部或灰网连接部1414内部隔热环145，隔热环145上沿周向分布有若干散热孔（图中未标记）。

如图4A所示，限位部1481支撑在隔热环145的开口端，环形槽1482扣合在拦灰网146上，从而将除灰弹簧147以压缩状态限位在隔热环145与拦灰网146之间，定位柱1483的前端部支撑在连接耳1432上。通过若干定位销148的环形槽1482与拦灰网146固定，将拦灰网146与定位销148作为一体结构；通过若干（本实施例为三个）被限位的除灰弹簧147，配合卡槽1415沿轴向的槽部分，将拦灰网146和灰网罩143相对于烟道外壳141的灰网连接部1414弹性限位。具体而言，除灰弹簧147以压缩状态限位时，则会以隔热环145开口处为支点“外推”连接耳1432，进而外推灰网罩143，将灰网罩143弹性限位在卡槽1415沿轴向的槽部分内。

灰网连接部1414外部同轴固定有灰网罩143，由于需要经常更换艾条A，因此优选采用了方便拆装的旋转卡扣结构，例如在灰网连接部1414外壁上设置对称的卡槽1415，在灰网罩143内壁上设置与卡槽1415配合的卡扣1431（圆形凸起）。卡槽1415可采用沿周向设置的三个以上，各卡槽1415包括一个垂直于中轴的条形引导槽以及一个平行于中轴的定位槽。当然，也可采用其他等同的替代方案，例如将卡槽1415设置在灰网罩143内壁上，卡扣1431设置在灰网连接部1414外壁上；亦或增减卡槽1415及其对应卡扣1431的数量。

灰网罩143的底部采用波形开口结构，其内部设置作为弹性结构支撑的连接耳1432，例如本实施例中采用了沿周向均布的三个连接耳1432从能够形成受力均匀的支撑面。当然，在本发明构思下，可根据实际产品构型需要对连接耳1432的数量进行增减。灰网罩143的底部开口上弹性限位拦灰网146。灰网罩143开口处的内壁上设有与连接耳1432位置相对应的容纳腔1433，用以容纳定位销148，避免定位销148与灰网罩143内壁干涉。定位销148的结构与销钉类似均具有扁形的限位部1481、垂直于限位部1481的定位柱1483，并在该结构的基础上，在定位柱1483的末端设置了环形槽1482，且定位柱1483用于装配除灰弹簧147。通过该定位销148的结构，定位销148一端的环形槽1482与拦灰网146外缘的通孔配合，定位销148另一端的限位部1481。

对于艾条A的限位，沉头螺栓（附图未标记）由下至上依次贯穿弹簧压板138和升降板133，弹簧压板138内限位给进弹簧136，给进弹簧136的另一端抵靠在步进压板132上，步进压板132通过震动马达压板112将震动马达111限位在步进压板132的上部，艾条A固定在步进压板132的下部。

通过上述结构，在步进电机131驱动下实现艾条A的进给。为保证艾条A与人体之间的距离，防止烫伤的发生，艾灸头机构1还配备了两道保险措施，以防止艾条A烫伤人体，并避免损伤艾灸头机构1自身零部件，其主要通过电控组件12配合相应的机械机构实现。其中，电控组件12主要包括红外传感器121、PCB板122、接触开关123、接触开关推杆124、光电开关125、激光尺126。

第一道保险措施主要通过红外传感器121、光电开关125监测步进电机131输出端的丝杠134和升降板133运动状态实现，具体而言，光电开关125用于监测丝杠134的旋转状态（例如监测丝杠上端部的位置，旋转的圈数等），红外传感器121用于监测弹簧压板138与步进压板132（或震动马达压板112）之间的距离。通过多传感器的协同，以控制步进电机131的动作状态。例如，初始状态下，丝杠134的上端部位于上部光电开关125内。随着丝杠134驱动升降板133不断向下偏移，丝杠134的上端部脱离上部光电开关125，而到达下部的光电开关125，此时对PCB板122输出制动信号，PCB板122停止输出步进电机131的驱动电流。

亦或正常使用状态下，弹簧压板138与步进压板132之间的给进弹簧136压缩量恒定，当艾条A逐渐烟灰消耗，升降板133带动红外传感器121逐渐向下偏移，当艾条A完全燃尽时，步进压板132底部触碰弹性凸起1461作为缓冲，受到拦灰网146的阻挡作用，使得给进弹簧136压缩量降低，即升降板133与步进压板132之间的距离缩短，此时红外传感器121向PCB板122发出制动信号，PCB板122停止输出步进电机131的驱动电流。

第二道保险措施则主要通过激光尺126、接触开关123、灰网罩143通过识别艾灸头机构1的向下过位移动实现，具体而言，激光尺126实时监测艾灸头机构1内的艾条A前端与人体之间的距离，避免发生烫伤，即使艾灸头机构1发生意外过位向下移动时，灰网罩143前端的波形开口首先接触人体，灰网罩143向后端平移，通过接触开关推杆124触发接触开关123，接触开关123和激光尺126均为沿周向设置的三组，有效避免了单接触开关123技术方案中，灰网罩143偏侧触碰导致安全机制不触发的情况。

对于上述结构中，在保证结构紧凑的前提下，增加塑料件螺栓旋进部分的结构稳定性，还相应的设置了嵌装螺母（附图未标记）。例如，设置在中间板144内，便于与连接环1412固定；设置在罩壳连接部1413上，用于装配PCB板122。使用时，先将嵌装螺母“敲入”塑料螺柱中，并使嵌装螺母的端面与塑料螺柱的端面平行，然后按照常用的螺栓螺母配合即可。

支臂机构]

如图7、图7A所示，支臂机构2包括依次衔接的第一旋转臂22和第二旋转臂23、衔接在第一旋转臂22末端的转接件21、用于驱动第二旋转臂23升降与旋转的升降机构24。转接件21通过转臂连接端213与第一旋转臂22连接，并由第一旋转臂22的相应端输出驱动扭矩，转接件21的艾灸头连接端211通过连接管1423与艾灸头机构1衔接，并由角度电机212输出调角扭矩。升降机构24包括用于与走行机构4的支撑骨架44固定的支脚243、固定在支脚243上的滑道242、沿滑道242滑动配合的滑块244、用于保护内部结构同时作为支撑结构的立柱壳体241。另外，关于滑块244动作行程的限定，则可采用丝杠电机（图中未示出）配合光电传感器或红外传感器或行程开关或压力传感器等信号反馈模块实现，还可配合使用挡板245限定滑块244的行程。为保证结构的紧凑，滑块244可设置成以下结构，其包括中部间隔设置的前升降部2441和后升降部2442，并且在前升降部2441的背部设置第一嵌槽2444用以配合滑道242的形状，在后升降部2442的背部设置第二嵌槽2443用以配合立柱壳体241内壁的形状，从而在保证结构紧凑的前提下尽量减小结构干涉。

为方便描述支臂机构2的动作原理，实施例中人为设定了XYZ的坐标系，本领域普通技术人员应当理解的，该坐标的设定方式并不用于限定本发明的实际保护范围。

角度电机212位于转接件21内用于实现P1点的自由度，即带动艾灸头机构1绕水平轴旋转；第一旋转电机（图中未示出）位于第一旋转臂22内，用于实现转接件21的P2点的自由度，即带动转接件21绕Z轴旋转；第二旋转电机（图中未示出）位于第二旋转臂23内，用于实现第一旋转臂22的P3点自由度，即带动22绕Z轴的旋转；第三旋转电机（图中未示出）位于滑块244的前升降部2441内，用于实现第二旋转臂23的P4点的自由度，即带动第二旋转臂23绕Z轴的旋转；升降电机（图中未示出）固定于升降机构24的支脚243上，例如可采用步进电机与丝杠的组合，驱动滑块244的后升降部2442的P0点沿Z轴方向的升降。

通过上述结构，即可实现艾灸头机构1在XYZ坐标系内的动作，在忽略立柱壳体241干涉作用的情况下，艾灸头机构1的动作范围为以P4点为圆心，以半径为第一旋转臂22和第二旋转臂23长度之和（即L1+L2）的圆形区域。P0点则限定了该圆形区域在Z轴上的相对位置，P1点则限定了艾灸头机构1的艾条A的端面（图7A中未示出）相对于P1-P2轴的旋转角度，P2点则限定了P1点的旋转端面相对于P2转轴的转角，即实现了具有多自由度的艾灸头机构1。

艾灸头的定位]

例如，可通过图像识别的方式，对艾灸部位进行识别，具体而言，可在艾灸头机构1上设置摄像头平面与艾条A的平面始终等距平行的相机，实时获取当前坐标信息，并反馈至艾灸头机构1或支臂机构2或走行机构4。通过处理器的反馈控制实现艾灸头机构1的快速精准定位。对于定位摄像头（图中未示出），例如可采用两个以上的，其中一个位于艾灸床的正上方，用于实时采集各部件（如衔接件21、滑块244等）的坐标数据，另一个则设置在艾灸头机构1上，其拍摄面始终与艾条A的前端平行。对于Z向坐标（例如衔接件21、滑块244、艾灸头机构1等）的定位，一方面可采用丝杠侧的光电传感器，通过旋转圈数间接转换成高度值，或者额外设置摄像头，以一个标准图形尺寸为基准，以透视缩放比例换算的方式确定高度值。

关于采用摄像头定位的方法，例如可以人体平躺后，在所需艾灸的部位粘贴二维码识别贴纸或打印易于清除的二维码纹身，例如市售的PrinkerS可定制纹身打印机。摄像头，首先位于人体正上方，平扫确定各个二维码位置的坐标，建立XYZ坐标系。当然根据二维码位置比较容易确定各二维码的在XY平面的空间位置，由于皮肤表面并标准的二维平面结构，其仍需要借助其他算法进一步估算特定位置所需的艾灸角度。关于二维码的校正识别，则可通过现有技术方案实现，例如采用公开号CN107679436A的发明专利公开的技术方案，其具体步骤如下。

步骤1，对包含弯曲形变二维码的原始图像进行预处理，得到不含噪点的二值图像；

步骤1.1，提取弯曲形变二维码的角点和部分位置探测图形角点作为修正前原始图像上的基准对应点。

步骤1.2，对弯曲形变二维码进行边缘拟合，求出二维码及位置探测图形边长，确定修正后标准图像上的基准对应点：

步骤1.2.1，对于像素点i，判断其到图像边界的距离l是否<滚轮半径R，若l<R，则跳至步骤1.2.4。

步骤1.2.2，检测像素点i的值，如果为0，即为黑色，跳至步骤1.2.4；

步骤1.2.3，判断以像素点i为中心的半径R的圆形邻域内是否只有唯一一个0点，若只有唯一一个0点，记录0点的坐标；其他情况，则跳至步骤1.2.4；

步骤1.2.4，将下一个点的坐标代入像素点i，回到步骤1.2.1，直至遍历全部像素点；

步骤1.3，根据所得基准对应点，构建原始图像和标准图像之间的变换模型，对弯曲形变二维码进行修正。

步骤2，确定图像中二维码位置探测图形所在位置。

步骤3，对图像进行形态学处理，使二维码内部连成一个连通域，提取二维码位置探测图形所在连通域。

对于艾灸头机构1中，用于调整其两个自由度的角度电机212和第一旋转臂22中第一旋转电机的调整角度参数，则可通过以下方法实现。如图8所示，平面M始终与球面Q相切，线条K为平面M中点与球面Q中点的连线。将图像采集点固定，建立XY坐标系，由于K1点与原点重合，当平面K与观测平面垂直时，此时K2点与K1点的距离最远，此时K线长度与球面Q半径相等，当K2点位于球面Q所在圆周的其他坐标时，平面K在球面Q上摆动。因此，根据使用精度（K2坐标点密度）将符合要求的K2点坐标批量输入计算机中，即可自动模拟出K1、K2点坐标与X轴或Y轴对应夹角的数据集。即可获得不同畸变条件下，平面M外轮廓四个端点M1~M4的坐标与线条K两端点坐标对应的数据集。图8中对该模型的九个标准位置为例进行了示例。并且由于其对称性分布，仅需采集25%的位置（例如当K2点位于左上的1/4圆周内时）即可通过变换的方式获得全部对应数据。

通过上述校正方法即可获得一个轮廓曲度被修复的标准四边形轮廓。在图像采集距离相同的情况下，以平面状态下二维码的正方形轮廓为参照，即可获得中心点K1的坐标，并获得偏移量，进而获得四边形四个端点的坐标，相当于上述模型中的M1~M4坐标，从而通过数据查询的方式，快速获得K2点坐标，K线与X轴夹角、K线与Y轴夹角等数据。最终反应到驱动电机上，通过对艾灸头机构1自由度的控制，将艾条A前端面调整至与平面M平行，并通过另一套传感器保持艾条A前端与人体之间的距离，即可完成自由度的自动化调整。

走行机构]

走行机构4包括底座41固定支撑在底座41上的支撑骨架44、若干（本实施例为四个）设置在底座41上的行走轮组件43、用于保护与遮盖内部结构的外壳体42，触控控制面板（图中未示出）集成在外壳体42上。其中一种简单实施方式中，行走轮组件43可采用现有的万向轮组件。当进一步采用小型化时，由于支撑结构材质的限制以及平衡稳定性的限制，悬臂过长时会导致重心偏移，而发生行走机构4的侧翻。由于受到悬臂长度的限制，只能通过人为推动艾灸仪整体移动，使用过程较为不便。为解决该问题，本实施例采用了以下改进方案。

如图7A、图9所示，将行走轮组件43优化为具有独立驱动电机的麦克纳姆轮替代，同时为保证结构的紧凑，避免布线的冗余繁复，而将麦克纳姆轮的驱动电路板集成在底座41上。本发明主要利用麦克纳姆轮驱动支撑骨架44在XY平面上快速移动的功能，通过自动补偿位移的方式，弥补支臂机构2长度受限的问题，并且可进一步优化控制方法，实现完全无人值守状态下的自动化控制。

图9为俯视原理示意图，建立XYZ坐标系，Z轴垂直于XY坐标平面，在滑块244内以及转接件21内设置定位传感器，获取N点和S点的XYZ坐标，利用定位摄像头确定各艾灸位R1~Rn的坐标。当需要对R1点艾灸时，通过勾股定理计算N点坐标与R1的距离D1，如果D1 < L1+L2，则直接驱动支臂组件2将转接件21的坐标点S调整至艾灸点位即可，由于S点并非完全与艾灸头机构1的艾条前端完全重合，仍需要根据设计需求确定偏移参数；当需要对R2点艾灸时，通过勾股定理计算N点坐标与R1的距离D2，如果D2 >L1 + L2，则对行走轮组件43发出动作指令，使其在满足避障的条件下，沿艾灸床边缘平移，直至满足D2 = L1 + L2。当然为提高控制适应性，也可预留冗余位移d，即沿艾灸床边缘平移时，直至满足条件D2 = L1+L2+d时，停止移动。

XY平面的坐标识别，例如可通过在支臂组件2的N点和S点上分别设置二维码，并通过艾灸床上部的相机实时采集对应二维码的中点与坐标系的相对位置，以获得相应的坐标。对于Z向坐标的识别，则可通过设置标准尺寸的二维码作为高度基点，当升降机构24驱动工作平面上下移动时，根据标准尺寸的透视缩放比例换算出此时相对于高度基点的位置，即±Z向坐标值。

过滤系统]

过滤组件3包括相互配合的带有通风孔的底壳33和过滤壳体34、装配在过滤壳体34上的带有进气口321的密封盖32、过滤壳体34的底部排气口上与风扇31的进风口对应，风扇31的排风口311与底壳33的通风孔对应。底壳33采用双层结构，下层结构用于支撑环形的上层结构，同时为风扇31留有高度空间，上层与筒状的过滤壳体34连通，下层结构的外壁采用镂空结构，用于风扇31的换气。由艾灸头机构1的排烟口1411排出的烟气在风扇31引起的负压作用下经过排烟管线进入过滤壳体34中。

使用时，为避免艾条A的烟灰或烟油进入艾灸头机构1的结构件内，将隔热环145的开口设置成喇叭状结构，一方面用于配合环形槽1482，另一方面用于导流烟气，隔热环145上还设有排烟孔，艾条A的烟灰和烟气经由排烟孔以及艾条仓137与烟道外壳141之间形成的通道后，由排烟口1411连通至转接件21，再经由支臂机构2内预设的排烟通道（图中未示出）到达过滤组件3，最后由风扇31上的排风口311排放至空气中。为使结构更加紧凑，防止控制线缆的凌乱外吊，安装时，将线缆整合后，在互不干涉的前提下将其作为烟气通道的“旁路”设置。

当艾条A上的烟灰在震动马达111的作用下快速地脱离艾条A时，为避免质量过大的烟尘无法在负压作用下进入过滤组件3，而在支撑骨架44上额外设置了可伸缩的集灰组件，其具体包括若干固定在支撑骨架44上的支座441、通过支座441固定的电动推杆443、通过支座441固定的导轨442、设置在电动推杆443输出端的与导轨442配合的推杆滑块444以及固定在推杆滑块444上的集灰盒445，为使集灰组件在不使用状态下收纳在整机壳体内，在集灰盒445上还设置了与外壳体42开槽处配合的面板447。集灰盒445上嵌有硅胶多瓣式盖板（附图未标记），以防止烟灰外落。完成除灰程序后，集灰盒自动回缩至机体内部。为方便播报动作状态，或播放音乐等，将扬声器446设置在支座441之间，使扬声器446的位置更靠近人耳位置，并使结构更紧凑。

本发明中主要采用了输出扭矩的驱动电机，文中提及的“自由度”若没有进一步说明，多是指转动自由度。由于本发明的目的是将现有的艾灸仪更加小型化和智能化，为此配合采用了无线缆束缚的移动电池组作为电源，虽然图中与文字中很少提及，但本领域技术人员应当知晓的这部分内容必然隐含在相应的技术方案中，由于电源模块采用现有技术中亦可实现本发明的功能，因此并未详细阐述其结构与安装使用方式。

附图标记说明：

A 艾条

1 艾灸头机构

11 震动组件、111 震动马达、112 震动马达压板

12 电控组件、121 红外传感器、122 PCB板、123 接触开关、124 接触开关推杆、125 光电开关、126 激光尺

13 艾条进给组件、131 步进电机、132 步进压板、133 升降板、134 丝杠、135 光轴、1351 轴套、136 给进弹簧、137 艾条仓、138 弹簧压板

14 支撑结构组件

141 烟道外壳、1411 排烟口、1412 连接环、1413 罩壳连接部、1414 灰网连接部、1415 卡槽

142 艾灸罩、1421 法兰后盖、1422 角码、1423 连接管

143 灰网罩、1431 卡扣、1432 连接耳、1433容纳腔

144 中间板、1441 激光尺安装板

145 隔热环

146 拦灰网、1461 弹性凸起

147 除灰弹簧

148 定位销、1481 限位部、1482 环形槽、1483 定位柱

2 支臂机构

21 转接件、211 艾灸头连接端、212 角度电机、213 转臂连接端

22 第一旋转臂、23 第二旋转臂

24 升降机构、241 立柱壳体、242 滑道、243 支脚、244 滑块、2441 前升降部、2442 后升降部、2443 第二嵌槽、2444 第一嵌槽

245 挡板

3 过滤组件

31风扇、311排风口

32密封盖、321进气口

33底壳、34过滤壳体

4 走行机构

41 底座、42 外壳体、43行走轮组件、44支撑骨架、441支座、442导轨、443电动推杆、444推杆滑块、445集灰盒、446扬声器、447面板。

Claims (9)

1.一种智能艾灸仪，包括走行机构(4)、过滤组件(3)、支臂机构(2)、艾灸头机构(1)，走行机构(4)包括底座(41)、固定在底座(41)上的支撑骨架(44)，支臂机构(2)和过滤组件(3)装配在支撑骨架(44)上，其特征在于：支臂机构(2)包括各具有一个旋转自由度的分别位于支臂机构(2)端部的第一坐标点(N)和第二坐标点(S)、用于实时监测各点平面坐标的定位组件；支臂机构(2)输出端通过驱动一个自由度连接转接件(21)，转接件(21)通过驱动一个自由度连接艾灸头机构(1)；行走轮组件(43)为四个以上的偶数个，行走轮组件(43)之间相互协同以驱动底座(41)在具有第一坐标点(N)和第二坐标点(S)的平面坐标系中驱动支臂机构(2)整体平移。

2.根据权利要求1所述的智能艾灸仪，其特征在于：艾灸头机构包括支撑结构组件(14)、艾条进给组件(13)，艾条进给组件(13)包括限位在支撑结构组件(14)内的通过给进弹簧(136)弹性限位在驱动输出端的，且以步进式驱动艾条(A)沿线性移动的步进压板(132)。

3.根据权利要求2所述的智能艾灸仪，其特征在于：支撑结构组件(14)包括由中间板(144)作为连接支撑的艾灸罩(142)和烟道外壳(141)，烟道外壳(141)包括伸入艾灸罩(142)中的罩壳连接部(1413)、与中间板(144)固定的连接环(1412)、突出在中间板(144)外的灰网连接部(1414)。

4.根据权利要求3所述的智能艾灸仪，其特征在于：烟道外壳(141)内通过隔热环(145)间隔设有艾条仓(137)，隔热环(145)套设在艾条仓(137)上，并具有一个喇叭状开口，艾条仓(137)与烟道外壳(141)之间间隔有烟气通道。

5.根据权利要求3所述的智能艾灸仪，其特征在于：艾灸罩(142)内设有用于监测艾条进给组件(13)输出端丝杠(134)的运动状态的光电开关(125)。

6.根据权利要求4至5任一项所述的智能艾灸仪，其特征在于：烟道外壳(141)上通过支撑在隔热环(145)上的弹性组件限位有灰网罩(143)。

7.根据权利要求6所述的智能艾灸仪，其特征在于：灰网罩(143)内壁上设有若干沿周向设置的连接耳(1432)，连接耳(1432)上通过除灰弹簧(147)弹性限位定位销(148)，定位销(148)支撑在隔热环(145)上，拦灰网(146)弹性限位在隔热环(145)和连接耳(1432)之间。

8.根据权利要求2至5任一项所述的智能艾灸，其特征在于：步进压板(132)上设有由震动马达(111)提供动力的震动组件(11)。

9.根据权利要求1至5任一项所述的智能艾灸仪，其特征在于：过滤组件(3)包括带有通风口的底壳(33)、固定在底壳(33)上的筒状的过滤壳体(34)、密封设置在过滤壳体(34)上的带有进气口(321)的密封盖(32)、限位在底壳(33)内与过滤壳体(34)的底部出气口连通的风扇(31)，风扇(31)的排风口(311)与底壳(33)的通风口对应。

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