一种用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法，该装置包括：双臂机器人、探针和三维光学定位跟踪装置，所述双臂机器人的输出端固定安装有自动导引头。该探针镜像算法，包括以下步骤：S1、判断采集镜像面的结果，S2、采集俯卧位经络，S3、采集仰卧位经络，S4、软件自动成镜像经络数据并保存，S5、利用手眼标定矩阵将经络数据转换到双臂机器人坐标系下，S6、双臂机器人进行调理，S7、完成调理，卧床休息。该装置及其算法，采集过程仅需20分钟，无需等待，当天即可调理，使用探针的定位方式，探针的尖端小精度高再配合使用三维扫描仪的精度可以达到0.25mm，经络采集的精度可达0.5mm，具有更高精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法
本专利技术涉及医疗器械
，特别的为一种用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法。
技术介绍
目前，市场上尚未出现利用机器人进行经络调理的产品，本技术与本公司的上一代技术进行对比。本公司上一代技术利用机器人的示教功能依次记录人体经络上关键点的位置和姿态，保存到机器人程序中。采集完整的十二正经需要示教记录1000多个点，长达32小时，此过程繁琐、效率低，并且患者上厕所都很不方便，长时间保持同一姿态，舒适度极差，无法推广实现产品化。
技术实现思路
本专利技术提供的专利技术目的在于提供一种用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法，解决上述
技术介绍
中提到的使用不方便、患者配合性差的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于经络调理系统的探针镜像装置，包括双臂机器人(1)、探针(3)和三维光学定位跟踪装置(4)，所述双臂机器人(1)的输出端固定安装有自动导引头(2)，所述自动导引头(2)通过其上部光学定位球进行定位调理与探针(3)确定的经络调理线相匹配。一种探针镜像算法，使用了上述用于经络调理系统的探针镜像装置，包括以下步骤：S1、判断采集镜像面的结果，已采集进行下一步，未采集，需要采集三个不共线的点生成镜像平面；S2、采集俯卧位经络；S3、采集仰卧位经络；S4、软件自动成镜像经络数据并保存；S5、利用手眼标定矩阵将经络数据转换到双臂机器人(1)坐标系下；S6、双臂机器人(1)进行调理；S7、完成调理，卧床休息。作为本方法进一步的方案：根据S1中的操作步骤中，经络采集及镜像面选取均利用三维光学定位跟踪装置(4)采集探针(3)上四个被动标识物，经坐标转换获取探针(3)尖端在三维光学定位跟踪装置(4)下的空间坐标，从而实时获取人体经络点数据，选取垂直于人体中线的平面为镜像面，根据镜像原理，两侧对应经络点到镜像平面的距离相等，计算出另一侧所有经络点。作为本方法进一步的方案：根据S1中的操作步骤中，同时，探针(3)在人体上规划经络时的姿态即为双臂机器人(1)调理时自动导引头(2)与人体表面的姿态。作为本方法进一步的方案：根据S4中的操作步骤中，通过计算探针(3)笔尖与其上被动标识物坐标系原点的向量，对双臂机器人(1)末端垂直与水平面时的向量，根据两旋转前后的旋转轴与旋转角，得双臂机器人(1)的姿态的旋转矢量。作为本方法进一步的方案：根据S5中的操作步骤中，手眼标定是指将三维光学定位跟踪装置(4)比作眼睛，机械臂为手，眼睛获取空间中的物体的坐标，由手对物体执行动作，手眼标定矩阵是计算出三维光学定位跟踪装置(4)坐标系与双臂机器人(1)的坐标系之间的转换关系，通过这种变换后就可以将光学定位仪获取的坐标点转化给双臂机器人(1)去执行。本专利技术的用于经络调理系统的探针镜像装置及其算法，具备以下有益效果：(1)该探针镜像装置及其算法，采用三维光学定位跟踪装置实时记录探针的位置生成一系列经络点，然后采集不共线的三点建立镜像平面，将单侧经络沿镜像面进行镜像，获得另一侧经络，从而建立完整的人体经络。所采集的经络点是基于三维光学定位跟踪装置坐标系下的三维坐标，通过双臂机器人与三维光学定位跟踪装置之间的手眼标定，将人体经络点转换到双臂机器人坐标系下，由双臂机器人持自动导引头在人体上进行经络调理，经络调理师只需手持一根探针在患者身体表面采集经络，采集一个十二正经经络仅需20分钟，提高患者舒适度，采集过程仅需20分钟，无需等待，当天即可调理，经络采集效率提高约10倍，有利于产品化，当天采集完经络配合十二正经调理仅需1小时。(2)该探针镜像装置及其算法，使用探针的定位方式，探针的尖端小精度高再配合使用三维扫描仪的精度可以达到0.25mm，经络采集的精度可达0.5mm，具有更高精度。(3)该探针镜像装置及其算法，采用经络镜像算法，提高效率，减少操作人员工作量。附图说明图1为本专利技术的经络采集示意图；图2为本专利技术的两个双臂机器人工作示意图；图3为本专利技术的探针及被动标识示意图；图4为本专利技术的工作流程示意图。图中：1、双臂机器人；2、自动导引头；3、探针；4、三维光学定位跟踪装置。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或相应的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。实施例1参照图1-4所示，一种用于经络调理系统的探针镜像装置，包括：双臂机器人1、探针3和三维光学定位跟踪装置4，双臂机器人1的输出端固定安装有自动导引头2，专业的经络调理师手持探针3，在患者身体表面画经络线，探针3为物理设备，和三维光学定位跟踪装置4进行配合使用，双臂机器人1的数目为两个，一个位于患者的一侧，另一个位于经络调理师的位置(图2所示)。工作原理：采用三维光学定位跟踪装置4实时记录探针3的位置生成一系列经络点，然后采集不共线的三点建立镜像平面，将单侧经络沿镜像面进行镜像，获得另一侧经络，从而建立完整的人体经络，所采集的经络点是基于三维光学定位跟踪装置4坐标系下的三维坐标，通过双臂机器人1与三维光学定位跟踪装置4之间的手眼标定，将人体经络点转换到双臂机器人1坐标系下，由双臂机器人1持自动导引头2在人体上进行经络调理，经络调理师只需手持一根探针3在患者身体表面采集经络，采集一个十二正经数据仅需20分钟。一种探针镜像算法，适用于上述用于经络调理系统的探针镜像装置，包括以下步骤：步骤一、判断采集镜像面的结果，已采集进行下一步，未采集，需要采集探针3上三个不共线的点生成镜像平面，经络采集及镜像面选取均利用三维光学定位跟踪装置4采集探针3上四个被动标识物，参见图3，被动标识物是指探针3十字形端部上的小球，小球上涂有特殊材料的反光物，三维光学定位跟踪装置4通过捕捉小球获取空间坐标，经坐标转换获取探针3尖端在三维光学定位跟踪装置4下的空间坐标，探针3上四个小球之间的几何关系固定，四个小球确定一个固定的坐标系，探针3尖端在小球坐标系下的坐标是固定的，三维光学定位跟踪装置4得小球坐标系与三维光学定位跟踪装置4的变换关系(平移和旋转)，通过转换即可得到探针3在三维光学定位跟踪装置4坐标系下的坐标位置，此变换过程相当于同一点在固定坐标系下的坐标，又已知两个坐标系的变换关系，就可以得到该点在另一个坐标系下的坐标，从而实时获取人体经络点数据。选取垂直于人体中线的平面为镜像面(中线是人为确定的，用光标定出中线)，根据镜像原理，两侧对应经络点到镜像平面的距离相等，计算出另一侧所有经络点。镜像会保障两个机械臂互不干扰，机械臂在误差小的时候能进行微调，微调是依据力回馈的控制，如果力值不足会进行调整。调理是振动的，在一个区域(8mm)内均有疗效。同时，探针3在人体上规划经络时的姿态即为双臂机器人1调理时自动导引头2对应于人体表面的姿态。步骤二、采集俯卧位经络。...

【技术保护点】
1.一种用于经络调理系统的探针镜像装置，其特征在于，包括：双臂机器人(1)、探针(3)和三维光学定位跟踪装置(4)，所述双臂机器人(1)的输出端固定安装有自动导引头(2)，所述自动导引头(2)通过其上部光学定位球进行定位调理与探针(3)确定的经络调理路径相匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于经络调理系统的探针镜像装置，其特征在于，包括：双臂机器人(1)、探针(3)和三维光学定位跟踪装置(4)，所述双臂机器人(1)的输出端固定安装有自动导引头(2)，所述自动导引头(2)通过其上部光学定位球进行定位调理与探针(3)确定的经络调理路径相匹配。


2.一种探针镜像算法，其特征在于，使用了根据权利要求1所述的用于经络调理系统的探针镜像装置，包括以下步骤：
S1、判断采集镜像面的结果，已采集进行下一步，未采集，需要采集三个不共线的点生成镜像平面；
S2、采集俯卧位经络；
S3、采集仰卧位经络；
S4、软件自动成镜像经络数据并保存；
S5、利用手眼标定矩阵将经络数据转换到双臂机器人(1)坐标系下；
S6、双臂机器人(1)进行调理；
S7、完成调理，卧床休息。


3.根据权利要求2所述的探针镜像算法，其特征在于：包括以下步骤：根据S1中的操作步骤中，经络采集及镜像面选取均利用三维光学定位跟踪装置(4)采集探针(3)上四个被动标识物，经坐标转换获取探针(3)尖端在三维光学定位跟踪装置(4)下的空间坐标，从而实...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨育沣，刘贵臻，
申请(专利权)人：中科尚易健康科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11