CN2706142Y

CN2706142Y - 智能机械手脊骨诊治装置

Info

Publication number: CN2706142Y
Application number: CNU2004200145765U
Authority: CN
Inventors: 陈星广
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2014-01-09

Abstract

本实用新型公开了一种智能机械手脊骨诊治装置，包括床体和机械手，其特征在于：所述的机械手由六个或六个以上的伺服电机组成，分别控制机械手的不同转轴，机械手由数控主机控制其定位。本实用新型操作简单，通过计算机实现人工智能控制，使各个环节相互协调，根据设定的治疗程序进行适时、适量地调度系统内的基本资源，可做人体脊椎，骨骼，关节及其附属组织的检查，诊断，治疗和康复；再配合可多角度转动的治疗床，可做腰椎和颈椎的减压治疗，并能做胸椎牵引，将减压牵引力和所需角度应用于某一特定椎体，治疗效果显著。

Description

智能机械手脊骨诊治装置

技术领域

本实用新型涉及临床医学的医疗设备，特别是一种脊骨神经诊治装置。

背景技术

智能化的机械手在生产、流通领域里已有比较广泛的应用，但在临床医学领域内，仍未见应用于对病患者的检测、诊断、治疗和康复。而目前的治疗床或牵引床一般只能作水平面的牵拉，不能集中牵引力于单一椎椎体，更不能做减压治疗，其作用力被均匀地分布在被牵引的区域内的所有椎体上，因此不论健康的椎体还是发生病变的椎体各部位都要承受相同的牵引力，牵引力过大则会使原本健康的椎体受损，而牵引力小则治疗效果不理想，因此难以操控。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种操作简单、治疗效果显著的智能机械手脊骨诊治装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种智能机械手脊骨诊治装置，包括床体和机械手，其特征在于：所述的机械手由六个或六个以上的伺服电机组成，分别控制机械手的不同转轴，机械手由数控主机控制其定位。

所述的伺服电机分别控制机械手的转动基座、臂、肘、前腕、后腕、手六个转轴。

所述的机械手上设置有接触器和传感器。

所述的床体为普通床体或由两段或两段以上的床面组成的且床面可进行多角度转动的治疗床体。

所述的治疗床体包括床面、动力系统以及数控主机，床面由万向球相互连接，动力系统包括驱动装置和支臂，支臂通过万向球分别与床面底部连接，驱动装置由数控主机控制，驱动支臂伸缩。

所述的动力系统为液压式、电动式、气动式或机械式。

本实用新型操作简单，通过计算机实现人工智能控制机械手，使各个环节相互协调，根据设定的治疗程序进行适时、适量地调度系统内的基本资源，配合(或不用)一般诊疗床可做人体脊椎，骨骼，关节及其附属组织的检查，诊断，治疗和康复；配合可多角度转动的治疗床，可做腰椎和颈椎的减压治疗，并能做胸椎牵引，将减压牵引力和所需角度应用于某一特定椎体，治疗效果显著。

附图说明

图1是本实用新型机械手的结构示意图；

图2是本实用新型治疗床的结构示意图；

图3是本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

本实用新型是一种智能机械手脊骨诊治装置，包括床体和机械手。如图1所示，机械手是一个6自由度机械手臂，它由6或7个精确的伺服电机组成，共有6个自由度，分别对应控制转动基座1、臂2、肘3、前腕4、后腕5、手6等六个转轴，每个转轴可在±80度的范围内活动，其中肘3、前腕4、后腕5的转动可为上下摆动。手臂的终端配备可灵活张合的机械手6，可模拟人手做非常复杂的动作。伺服电机是整个机械手系统的动力源，每个电机可在10度到170度的范围内无级定位，用户可扩展伺服电机的数量，以订制机械手的活动范围。数控主机对机械手的各个自由度转轴进行精确的定位，并可形成连续的运动，做出各种复杂动作。机械手用铝合金材料做架构和外壳，手6外层由橡胶包裹，在手腕5配置六轴传感器，在手6的手指和手掌位置覆盖分布型传感器，转动基座1上安装有视觉传感器和听觉传感器。

床体可为普通床体或者治疗床体。如图2所示，治疗床体包括床面、动力系统、数控主机、底座8以及外盖9。床面包括两段或两段以上，一般为三(或四)段大小不同的床面，分别为头段16、中段17和尾段18，床面与床面之间通过万向球19、20相互连接，万向球19、20固定端分别固定于头段16和尾段18，活动端固定于通过设于中段17的半圆窝囊，从而形成一个床板整体。万向球19、20是被动式运转，不能自主运转。中段17由中支柱7支撑承托。动力系统包括驱动装置和支臂11、12。支臂11、12通过万向球13、14分别与头段16、尾段18底部的半圆窝囊连接。驱动装置由数控主机控制，驱动支臂11、12工作，从而带动头段16和尾段18以万向球19、20为轴心进行平摆、旋转或上下屈伸动作。驱动装置以及数控主机置于外盖9内部。动力系统可按成本高低、精密度大小、制造难易等设置为液压传动系统、电动传动系统、气动传动系统或机械传动系统，又或者不使用支臂，各段床面采用万向连接头或铰链式接头连接，床板悬空，那么调整方向部分就在万向连接头或铰链式接头上。

如图3所示，本实用新型通过电子数据传递联系在一起，一个环节的输出就是另一个环节的输入，该控制流程包括：

(1)检测环节

主要是指对患者的检测，其原理是通过传感器、接触器把患者的体型、体质特征信息传递给数控主机。

①接触器(原始检测)。从实体上直接把信息或数据取出，并在介质上记录下来，它是通过称重系统增编码器、压力变送器来实现的。

②传感器(二次检测)。它主要是在不同的信息系统之间进行的，其实质是比原始检测更具体。主要是对整体和局部状态的检测，它的关键问题在于两个方面：

a，对人体生命体征(体温、呼吸、心率、血压)的检测。

b，对病(痛)灶检测。

这两个检测过程，实质上是有目的选取或抽取所需信息和正确解释所得到的信息。

(2)定位(诊断)环节

定位环节接收检测环节传递的信息，对其进行处理，实质上是信息加工。定位是将检测的信息通过排序、合并、计算一直到治疗模型的仿真、预测、优化计算等，它是通过数控主机数据库、方法主库和模型库这三个库形成脊骨神经治疗决策支持子系统，它在治疗指令发出前，对检测数据进行“如果需要，就......”的定量分析。通过定量分析后，将作用于治疗实施的液压、机械、机械手部分，按照数据库、方法库和模型库备有的程序，进行有效定位。

定位环节分为数值运算和非数值运算的两大类。数值运算主要是对检测数据的计算及各种检验，运筹学中的各种最优化算法以及模拟预测方法等等；非数值数据处理包括排序、归并、分类处理的各项工作。

(3)治疗指令环节

治疗指令环节实际上是信息输出程序。经过解释的定位信息，根据不同的需要，以不同形式的格式进行输出。信息输出的手段是定位信息与治疗指令的接口，它的情况应由数据加工来决定。

治疗指令是定位信息进行“如果怎样，就......”的定性分析，这是与定环节的最大区别。自动化系统集成的电子模块，即专家数据库系统(EDS)，它是人工智能(AI)和数据库(DB)技术相结合的产物。DB技术对于AI的主要作用在于提高了AI系统。尤其是提高AI技术和DB为基础的信息推理能力。它是管理和存取大量共享信息、数据的一种计算机程序。

自动化系统集成电子模块，采用了尖端的信息自动化技术，俗称神经网络，是以人脑为模型，由互相联结的单元组成的网络系统，可以自行识别模式和程序来治疗脊骨神经病，是方法库的具体发挥，是由相关专业应用软件来实现的。

①治疗指令与治疗床液压系统的接口

a、治疗床的角度和升降是通过增量式旋转编码器、增量式空轴编码器来调整液压实现的。

b、治疗床的机械拉力系统是通过编码器、渐变式控制器来调整其适度拉力。

②治疗指令与治疗床机械手的接口。所谓“机械手”，其本身无思维，它是通过治疗指令驱动机械手运动而作用病(痛)灶，和进行特定的治疗、康复动作。

(4)对象特征环节

该环节归属于检测与定位之间环节，就是非模式信息反馈。在最初检测时，对象特征环节就自动“对号入座”，在前面已经提及，在此不详述。对象特征的反映是通过感应器、传感器及应用软件转换数据来实现的，从这个角度看，它又是特定的。

①生命体征、病(痛)灶的自动对应。

②在治疗过程中自动后台记录患者生命体征、病(痛)灶的变化情况，为治疗数据环节提供信息。

(5)治疗数据环节

该环节是对整个治疗过程的记录，属于信息反馈范畴，它能够自动录入、存贮和打印。它包括患者基本情况、体型、体质、生命体征、病(痛)灶、力度、手法效果。

①激活记忆。由于原治疗信息已自动录入存贮，其患者再次治疗时就自动激活记忆，迅速进入治疗环节。

②提供依据。连续记录，为医务人员提供分析、调整、改良依据。

③效果评价。检测治疗数据通过神经网络整合后，疗效应用软件进行治疗效果评价和进度预测。

(6)安全监控环节

该环节在治疗过程发挥安全医疗观察和控制。它是由应用软件来设定模式来实现其功能的。在治疗过程分为主动报警和被动报警。主动报警：当可能病人感到不适、出现生命体征异常、定位不准时，该环节自动报警提示，提醒医务人员进行调整。如果治疗完成，该系统将自动停止治疗。被动报警：当病人感到不适时，用手指触摸(或声音激活)附设的人工报警装置，可随时按钮报警提示，系统会立即中止治疗并还原到安全位置。

Claims

1.一种智能机械手脊骨诊治装置，包括床体和机械手，其特征在于：所述的机械手由六个或六个以上的伺服电机组成，分别控制机械手的不同转轴，机械手由数控主机控制其定位。

2.根据权利要求1所述的智能机械手脊骨诊治装置，其特征在于：所述的伺服电机分别控制机械手的转动基座(1)、臂(2)、肘(3)、前腕(4)、后腕(5)、手(6)六个转轴。

3.根据权利要求1所述的智能机械手脊骨诊治装置，其特征在于：所述的机械手上设置有接触器和传感器。

4.根据权利要求1所述的智能机械手脊骨诊治装置，其特征在于：所述的床体为普通床体或由两段或两段以上的床面组成的且床面可进行多角度转动的治疗床体。

5.根据权利要求4所述的智能机械手脊骨诊治装置，其特征在于：所述的治疗床体包括床面、动力系统以及数控主机，床面由万向球相互连接，动力系统包括驱动装置和支臂，支臂通过万向球分别与床面底部连接，驱动装置由数控主机控制，驱动支臂伸缩。

6.根据权利要求5所述的智能机械手脊骨诊治装置，其特征在于：所述治疗床体的动力系统为液压式、电动式、气动式或机械式。