本发明专利技术公开了一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置及方法：装置由机械臂、ARM微控制器、脉象传感器、信号预处理模块、压力控制模块和上位机构成；方法包括相对位置的确定，机械臂寻脉的初始位点，机械臂智能五点寻脉法寸部、关部、尺部取脉，上位机实时显示脉象波形并根据波形计算脉率和压力。本发明专利技术能够准确且可重复的找到最佳取脉位点，根据不同情况施加不同的压力为出发点，结合智能机械臂Dobot与压力传感器联合建立智能中医采集系统，降低了用户对脉诊仪自行操作的门槛。智能机械臂的使用代替人手的寻脉功能，既提高了脉诊设备采集的可重复性，也为脉诊设备的自动化、智能化提供了技术思考。了技术思考。了技术思考。
【技术实现步骤摘要】
一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种自动寻脉方法，更具体的说，是涉及一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置及方法。
技术介绍
[0002]脉诊在中华民族历史渊源非常悠久，从古至今有许多的文献记载了脉诊的理论方法和应用。脉诊的各种优点使其在现代临床医学中展现出独特的优势，首先从诊断方法上讲，脉诊能够直接的接触到病人身体，由心脏博动而产生的脉搏波包含着丰富的人体生理信息，在现代临床医学中通过感受脉搏波诊断病情可信度较高；其次，脉诊具有无创伤、高效、经济的优点，能从辨析脉象来了解疾病发生、发展以及变化的内在机理从而实现“治未病”的目的。
[0003]中医诊脉传统方法主要是中医师使用中指在桡骨茎突确定关位，然后食指和无名指分别放在尺位和寸位，手指指腹施加不同的力度来感受脉象信息从而对患者进行综合诊断。然而中医师通过自己对于脉搏的感受和经验判断病症，有着“心中了了，指下难明”的特点，这使得中医脉诊学的学习变得难以掌握，中医诊脉的传承和推广难度也提高。而实际上，由于脉象的动态发展变化是客观存在的，先贤们才能在长时间的实践中总结出脉象的统一概念表述。因此，运用现代工程技术方法分析脉搏信号特点并实现脉象诊断的客观化、标准化是具有深刻意义的。
[0004]目前已经有许多国内外学者和研究人员对中医脉诊客观化展开研究，他们使用各种中医脉诊理论设计了不同的脉象采集仪器来模拟中医取脉的过程，并结合中医理论对脉象信息进行分类诊断，目前，市场上现存的脉象研究设备已经有很多，许多产品也推向了市场，为医学应用和人们日常生活提供了一些的使用价值，但是仍存在一些不足之处。这些设备往往需要用户在专业医护人员的帮助下才能够精准地找到采脉位置，而且也无法模拟中医师取脉时根据不同人而施加的不同的压力，这就在很大程度上限制了脉诊仪在普通家庭和社会中的推广，其次现有的手动固定位置使得采集的信号重复性较差，这使得中医脉诊系统的发展受到限制。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置及方法，能够准确且可重复的找到最佳取脉位点，根据不同情况施加不同的压力为出发点，结合智能机械臂Dobot与压力传感器联合建立智能中医采集系统，结合寸关尺理论位置和长度研究，控制机械臂运动依次遍历腕部寻找寸、关、尺三部取脉位置并采集三部脉象信息分别得到最佳取脉位点，降低了用户对脉诊仪自行操作的门槛。智能机械臂的使用代替人手的寻脉功能，既提高了脉诊设备采集的可重复性，也为脉诊设备的自动化、智能化提供了技术思考。
[0006]本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。
[0007]本专利技术基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，由机械臂、ARM微控制器、脉象传感器、信号预处理模块、压力控制模块和上位机构成；所述ARM微控制器分别与机械臂、信号预处理模块信号输出端、压力控制模块、上位机电连接，所述脉象传感器通过微型气囊设置于机械臂末端中心，所述脉象传感器与信号预处理模块信号输入端电连接，所述压力控制模块通过输气管连接微型气囊；
[0008]所述脉象传感器用于采集脉象信号；所述信号预处理模块用于对采集到的脉象信号进行放大滤波处理，得到包括静压信号和动压信号的模拟信号；所述ARM微控制器用于将模拟信号转换为数字信号，根据检测到的静压信号对机械臂发送移动命令，调整机械臂找到手腕位置，控制压力控制模块进行加减压，根据动压信号大小找到正确取脉位点，采集脉象信息；所述上位机用于实时显示脉象波形，根据波形计算脉率和压力。
[0009]所述机械臂采用越疆者公司的DOBOT机械臂。
[0010]所述ARM微控制器采用ARM Cortex_M3内核的STM32F103VET6微控制器，用于脉象信号的采集、分析和传输，以及机械臂的移动控制和压力控制。
[0011]所述脉象传感器采用儒为压力传感器，所述脉象传感器固定于微型气囊底部，微型气囊固定于机械臂末端中心。
[0012]所述压力控制模块由气泵构成，ARM微控制器控制气泵对微型气囊进行充放气，从而模拟指腹加减压。
[0013]本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。
[0014]本专利技术基于智能机械臂的自动化寻脉取脉方法，包括以下过程：
[0015](1)相对位置的确定：基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置中的机械臂和脉枕位于同一平面上，脉枕短边靠近机械臂设置，脉枕短边中轴线与机械臂x轴方向重合，脉枕短边与机械臂下侧沿之间距离至少为10厘米；
[0016](2)机械臂寻脉的初始位点：手腕沿脉枕长边中轴线放置，位于机械臂末端脉象传感器下方，脉枕的长边沿中间位置设为机械臂初始位点的坐标原点，脉象传感器与手腕距离100mm处为初始位点的z坐标；
[0017](3)机械臂智能五点寻脉法：
[0018]①
从初始位点X坐标加5mm，由寸口脉起于鱼际横线后一分，Y坐标减5mm，此为第一个寻脉采集点；
[0019]②
打开ARM微控制器，同时给机械臂发送下降指令，让机械臂按一定长度下降，当脉象传感器接触到手腕时静压信号值会有变化，当静压信号值大于0.1时停止机械臂下移的指令；
[0020]③
打开压力控制模块施加压力，采集动压信号并储存在ARM微控制器的数据缓存区的变量数组中，提取并记录动压信号最大值作为变量，并保存机械臂在此位置的坐标值；
[0021]④
采集步骤
③
所保存位置的脉象30s后，关闭压力控制模块，控制机械臂沿Z轴正方向移动5mm，X轴正方向移动5mm，重复步骤
②
至
④
依次沿X轴方向移动4次，共得到5个点，依次对比这5个点脉象的动压信号最大值，最后保存最大动压信号峰值处机械臂末端坐标数值，确定此点为寸部最佳取脉位点，并再次移动至该坐标点进行脉象复采集，并上传上位机；
[0022](4)以寸部最佳取脉位点为参考点向关部移动10mm作为关部取脉的起始点，重复
机械臂智能五点寻脉法中步骤步骤
②
至
④
采集关部取脉的起始点的数据及其左右各两个点的数据，并上传上位机；其中关部取脉共五个点，两点间的间隔均为5mm；
[0023](5)以关部最佳取脉位点为参考点向尺部移动10mm作为尺部取脉的起始点，重复机械臂智能五点寻脉法中步骤步骤
②
至
④
采集关部取脉的起始点的数据及其左右各两个点的数据，并上传上位机；其中尺部取脉共五个点，两点间的间隔均为5mm；
[0024](6)上位机实时显示脉象波形，根据波形计算脉率和压力。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
[0026]本专利技术解决了现有中医脉诊设备往往需要用户在专业医护人员的帮助下才能够精准地找到采脉位置并且无法找到最佳取脉压力的问题，使用智能机械臂来进行自动寻脉，用户只需要提前固定好电脑、机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，其特征在于，由机械臂、ARM微控制器、脉象传感器、信号预处理模块、压力控制模块和上位机构成；所述ARM微控制器分别与机械臂、信号预处理模块信号输出端、压力控制模块、上位机电连接，所述脉象传感器通过微型气囊设置于机械臂末端中心，所述脉象传感器与信号预处理模块信号输入端电连接，所述压力控制模块通过输气管连接微型气囊；所述脉象传感器用于采集脉象信号；所述信号预处理模块用于对采集到的脉象信号进行放大滤波处理，得到包括静压信号和动压信号的模拟信号；所述ARM微控制器用于将模拟信号转换为数字信号，根据检测到的静压信号对机械臂发送移动命令，调整机械臂找到手腕位置，控制压力控制模块进行加减压，根据动压信号大小找到正确取脉位点，采集脉象信息；所述上位机用于实时显示脉象波形，根据波形计算脉率和压力。2.根据权利要求1所述的基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，其特征在于，所述机械臂采用越疆者公司的DOBOT机械臂。3.根据权利要求1所述的基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，其特征在于，所述ARM微控制器采用ARM Cortex_M3内核的STM32F103VET6微控制器，用于脉象信号的采集、分析和传输，以及机械臂的移动控制和压力控制。4.根据权利要求1所述的基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，其特征在于，所述脉象传感器采用儒为压力传感器，所述脉象传感器固定于微型气囊底部，微型气囊固定于机械臂末端中心。5.根据权利要求1所述的基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置，其特征在于，所述压力控制模块由气泵构成，ARM微控制器控制气泵对微型气囊进行充放气，从而模拟指腹加减压。6.一种基于智能机械臂的自动化寻脉取脉方法，其特征在于，包括以下过程：(1)相对位置的确定：基于智能机械臂的自动化寻脉取脉装置中的机械臂和脉枕位于同一平面上，脉枕短边靠近机械臂设置，脉枕短边中轴线与机械臂x轴方向重合，脉枕短边与机械臂下侧沿之间距离至少为10厘米；(2)机械臂寻脉的初始位点：手腕沿脉枕长边中轴线放置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏昊，黄村坤，王学民，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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