一种融合多种智能感知的混联按摩机器人制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术采用混联构型，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，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种融合多种智能感知的混联按摩机器人
本专利技术涉及康复机器人
，具体涉及一种融合多种智能感知的混联按摩机器人。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：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。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术采用混联构型，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.本专利技术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为本专利技术的按摩机器人总体示意图。图2为本专利技术的按摩机器人箱体的结构示意图。图3为本专利技术的按摩机器人的三维移动装置的结构示意图。图4为本专利技术的按摩机器人的并联机器人的结构示意图。图5为本专利技术的按摩机器人的末端执行器的结构示意图。图6为本专利技术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，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。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；所述三维移动装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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。


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3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...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷静桃，蔡申旸，陈冬冬，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31