CN110613606A - 一种智能艾灸仪 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具有机械臂路径记录和回放功能，并带动灸头组件以特定的动作在人体穴位上进行理疗的智能艾灸仪。本发明采用的技术方案如下：一种智能艾灸仪，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。

Description

一种智能艾灸仪

技术领域

本发明属于艾灸理疗用医疗设备领域，特别是一种智能艾灸仪。

背景技术

艾灸是传承自国学中医的针灸疗法中的灸法，点燃用艾叶制成的艾条、艾饼等，熏烤人体穴位以达到保健治病的一种自然疗法。传统的艾灸疗法，通常是由医师手持艾条对穴位进行施灸，如灸法中的“雀啄灸”、“回旋灸”需要理疗师手持点燃的灸条在用户的穴位上长时间的反复运动，无法同时为多位用户进行理疗，认穴以及各个穴位施灸时间均有医师执行，对于医师的时间及体能消耗均很大。

目前国内外研发机构设计了多种辅助艾灸以解放医师劳动力的艾灸医疗设备，但是目前的艾灸机器要么不够智能，仅仅是一个机械夹持结构；要么体积大，操作复杂，需要电脑主机的上位机进行控制，且操作不够灵活，在对用户进行理疗时，需要在系统上进行复杂的路径规划，才可进行理疗，前期准备时间长，由于用户不同，且每次用户在理疗时候身体的位置不同，路径不适合重复使用，系统内预设的艾灸手法路径单一，不能够根据实时情况进行随时调整。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有机械臂路径记录和回放功能，并带动灸头组件以特定的动作在人体穴位上进行理疗的智能艾灸仪。

本发明采用的技术方案如下：一种智能艾灸仪，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，所述大臂可转动的安装在机箱组件上，所述上臂与所述大臂之间通过关节架连接，所述上臂的末端安装灸头组件，所述大臂和所述上臂还分别通过所述传动组件与驱动装置传动连接，所述烟管用于将灸头组件与机箱组件连接，以排放灸头组件中艾条或艾饼的烟雾。

所述驱动装置可选择集成有减速器和编码器的电机，例如一种集成减速器、编码器的大扭矩电机，包括外壳、端盖、输出轴、转子定子行星轮、内轴、支撑固定座、编码器、内齿圈、轴承一、轴承二，所述外壳一侧设置输出轴，输出轴与外壳之间设置轴承一，所述外壳的另一侧连接端盖，所述输出轴一端伸出外壳，另一端固定连接于转子定子行星轮上，转子定子行星轮一侧套接内齿圈，所述内齿圈过盈配合设置于端盖内，所述内齿圈内部还设置有与转子定子行星轮螺栓连接的内轴，所述内轴远离转子定子行星轮的一端套接支撑固定座，所述支撑固定座外周侧通过轴承二设置于端盖内部，所述编码器固定安装于支撑固定座上；所述转子定子行星轮内部集成设置行星齿轮减速器，其中转子定子行星轮中的转子齿轮端部伸出转子定子行星轮，且伸出转子定子行星轮的转子齿轮端部上安装磁铁；所述转子齿轮端部与磁铁之间还设置有加长轴，以调节磁铁与编码器之间的相对距离；所述端盖的外侧面安装有边盖，用来保护端盖内部的编码器等部件，所述边盖与端盖之间还设置有密封圈。

机械臂组件有三个动作，机械臂组件绕机箱组件的水平旋转、大臂俯仰、上臂俯仰。每个动作需要一组带有减速器和编码器的电机进行驱动，分别为大臂驱动电机、上臂驱动电机和旋转平台驱动电机。

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。所述旋转平台位于箱壳上方，所述机械臂组件连接在旋转平台上，所述旋转平台驱动电机位于箱壳内并用于驱动旋转平台相对于机箱组件水平旋转；所述箱壳底部安装四个脚轮，以方便工作人员推动智能艾灸仪移动；所述风箱安装于箱壳底板上，风箱中包含离心风扇与活性炭盒，所述风箱两侧的箱壳中还设置有配重块；所述风箱上方设置滤盒，滤盒内设置滤棉和过滤器，滤盒的出口与所述风箱的进口流体可连通；所述箱壳内还设置有主控板和所述大臂驱动电机、上臂驱动电机、旋转平台驱动电机的驱动器，所述驱动器控制电机的正反转以驱动大臂、小臂及旋转平台运动，所述主控板用来记录及回放电机的运行过程和设定灸头组件在一定点的停留时间；所述箱壳外侧还安装有与主控板电连接的屏幕及触摸开关。所述触摸开关包括“开关机”、“排风”、“启动”、“时间”、“机械臂高度”、“机械臂速度”、“+”、“—”、“复位”。

其中，大臂、上臂驱动电机位于旋转平台的装饰罩内，分别设置于大臂与旋转平台铰接点的两侧，大臂驱动电机输出轴与大臂通过齿轮连接，驱动大臂进行俯仰运动；所述上臂驱动电机输出轴通过齿轮传动连接同步轮，所述同步轮设置在旋转平台上的支架内部，所述支架用于与大臂铰接，所述同步轮与所述上臂的设置在关节架内的被动轮传动连接，从而带动所述上臂进行俯仰运动，所述同步轮与所述被动轮可通过如传动带或链条连接，所述传动带或链条设置在大臂内部空间中。如此设置，将驱动装置设置在旋转平台上，不仅美观，而且实现了机械臂组件的小型化，从而有助于整个智能艾灸仪的小型化，使用更方便，成本更低廉。

所述灸头组件安装于所述上臂的末端，包括灸头、灸头固定架、灰网固定盒和熄火盖，所述灸头为筒状结构，用来安装艾条或艾饼，灸头固定架用来将灸头安装在所述上臂上，灸头端部设置灰网固定盖和熄火盖，灰网固定盖防止燃烧后的灰烬落在施灸者皮肤上，熄火盖用来封闭灸头组件以将灸头组件内部与外界隔离，所述灸头组件还设置有烟管接头，所述烟管接头安装烟管，所述烟管的另一端与箱壳内滤盒连接，用以将艾条或艾饼燃烧的烟雾排放至滤盒内，经过滤后由风箱排出。

所述灸头组件还包括激光灯、温度传感器、距离传感器和机械臂控制按钮，所述激光灯用于辅助理疗师看到灸头位于皮肤上的位置，起到辅助定位的作用，所述温度传感器用于感应皮肤温度、所述距离传感器用于感应灸头距离皮肤的位置，当温度超过预设阈值或距离小于预设阈值时，主控板控制机械臂组件停止施灸，防止安全事故发生。所述机械臂控制按钮用来控制机械臂路径记录功能的启闭。按下这个按钮，此时系统开始记录机械臂运动估计，松开按钮路径即保存。

本发明的智能艾灸仪具备机械臂路径记录及回放功能，其具体记录轨迹的原理如下：按下位于灸头组件上的机械臂控制按钮，此时大臂驱动电机、上臂驱动电机和旋转平台驱动电机随机解除刹车，并同时触发轨迹记录程序。轨迹信息由位于电机内部的编码器生成，当电机转动驱动机械臂部件转动时，电机转子齿轮端部的磁铁相对于编码器开始旋转，磁场的角度变化就被编码器生成角度信号，由程序记录；当松开机械臂控制按钮时，各电机锁止，记录功能停止并保存在系统中。此时按下机箱组件触摸开关中的“启动”按钮，机械臂即可自动重复刚刚记录的路径。在进行重复路径时，可以随时通过机箱组件触摸开关上的按钮进行灸头的高度与速度调整，并且可以设定理疗时间。在路径录制时，如有特殊需求，比如在单点悬停一段时间之后再移动到下一点，也可通过控制面板的模式进行设置。

本发明的优点如下：

1、本智能艾灸仪对驱动电机及传动方式均进行了改进，实现了机械臂组件乃至整个艾灸仪的小型化，使用更方便，成本更低廉，另外到预设时间之后灸头可以自动抬起。

2、常规艾灸仪有配备多灸头版本，虽然可以几个穴位同时进行艾灸，但是艾条要点燃多个，这样产生的烟雾和味道会加倍，不容易过滤。本智能艾灸仪可以在单个穴位达到预定时间之后，自动移动到由理疗师提前预设的下个位置。只燃烧单个艾条或艾饼，产生的烟雾和味道量小，便于过滤。

3、常规艾灸仪在每个穴位达到理疗时间之后，需要理疗师手动对灸头位置进行调整，如果一位理疗师对应多位客户，很难快速顾全所有客户，只能逐一进行调整。且灸头位置固定，不能复现艾灸动作中的回旋灸、雀啄灸等动态艾灸手法。本智能艾灸仪可以在单个穴位达到预定时间之后，自动移动到由理疗师提前预设的下个位置。不需要理疗师在艾灸进程中再次调整。而且机械臂可以复现由理疗师在对机械臂示教时的动态艾灸动作，并循环工作。

4、常规艾灸仪在理疗过程中没有安全保障功能，如果用户在理疗过程中因调整姿势可能会不小心碰到灸头，会有烫伤皮肤的风险。如果灸头长时间位于固定位置时间过长，皮肤温度升高，也有烫伤皮肤的风险。本智能艾灸仪的灸头固定架上设有位置与温度传感器，当皮肤距离灸头超过安全范围，或系统检测到皮肤温度过高时，会自动控制机械臂将灸头升起，恢复到初始位置。

5、常规艾灸仪，器配置的灸头种类和数量单一。不便于“一机多用”，比如更换带有红外功能的灸头。本智能艾灸仪可根据需用需求不同，更换具有如红外功能等灸头或其他理疗仪器。

6、目前已有的智能型艾灸仪，其体积大，操作复杂，需要电脑主机的上位机进行控制，且操作不够灵活。在对用户进行理疗时，需要在系统上进行复杂的路径规划，才可进行理疗，前期准备时间长，由于用户不同，且每次用户在理疗时候身体的位置不同，路径不适合重复使用，系统内预设的艾灸手法路径单一，不能够根据实时情况进行随时调整。本智能艾灸仪由于其具备手持灸头的路径学习的功能，所以操作更为简单快捷，不需要对系统进行学习，可以灵活的根据用户和理疗师的想法进行路径规划，完全复现理疗师手持灸头的轨迹。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明机械臂组件及灸头组件结构示意图；

图3是本发明旋转平台结构示意图；

图4是本发明机箱内部结构示意图；

图5是本发明触摸开关按键说明；

图6是本发明操作流程示意图；

图中：1、大臂，2、上臂，3、关节架，4、烟管，5、大臂驱动电机，6、上臂驱动电机，7、屏幕，8、触摸开关，9、主控板，10、驱动器，11、旋转平台，12、旋转平台驱动电机，13、滤盒，14、风箱，15、配重块，16、脚轮，17、箱壳，18、装饰罩，19、同步轮，20、灸头固定架，21、灸头，22、激光灯，23、温度传感器，24、距离传感器，25、机械臂控制按钮。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是本发明整体结构示意图，图2是本发明机械臂组件及灸头组件结构示意图，图3是本发明旋转平台结构示意图，图4是本发明机箱内部结构示意图，如图所示，本发明的智能艾灸仪包括机械臂组件、机箱组件和灸头组件。所述机械臂组件包括：大臂1、上臂2、关节架3、传动组件和烟管4，所述大臂1可转动的安装在机箱组件上，所述上臂2与所述大臂1之间通过关节架3连接，所述上臂2的末端安装灸头组件，所述大臂1和所述上臂2还分别通过所述传动组件与驱动装置传动连接，所述烟管4用于将灸头组件与机箱组件连接，以排放灸头组件中艾条或艾饼的烟雾。

所述机箱组件包括：屏幕7、触摸开关8、主控板9、驱动器10、旋转平台11、旋转平台驱动电机12、滤盒13、风箱14、配重块15、脚轮16和箱壳17。所述旋转平台11位于箱壳17上方，所述机械臂组件连接在旋转平台11上，所述旋转平台驱动电机12位于箱壳17内并用于驱动旋转平台11相对于机箱组件水平旋转；所述箱壳17底部安装四个脚轮16，以方便工作人员推动智能艾灸仪移动；所述风箱14安装于箱壳17底板上，风箱14中包含离心风扇与活性炭盒，所述风箱14两侧的箱壳17中还设置有配重块15；所述风箱14上方设置滤盒13，滤盒13内设置滤棉和过滤器，滤盒13的出口与所述风箱14的进口流体可连通；所述箱壳17内还设置有主控板9和所述大臂驱动电机5、上臂驱动电机6、旋转平台驱动电机12的驱动器10，所述驱动器10控制电机的正反转以驱动大臂1、小臂2及旋转平台11运动，所述主控板9用来记录及回放电机的运行过程和设定灸头组件在一定点的停留时间；所述箱壳17外侧还安装有与主控板9电连接的屏幕7及触摸开关8。所述触摸开关8包括“开关机”、“排风”、“启动”、“时间”、“机械臂高度”、“机械臂速度”、“+”、“—”、“复位”。

其中，大臂、上臂驱动电机位于旋转平台11的装饰罩18内，分别设置于大臂1与旋转平台11铰接点的两侧，大臂驱动电机5输出轴与大臂1通过齿轮连接，驱动大臂1进行俯仰运动；所述上臂驱动电机6输出轴通过齿轮传动连接同步轮19，所述同步轮19设置在旋转平台11上的支架内部，所述支架用于与大臂1铰接，所述同步轮19与所述上臂2的设置在关节架3内的被动轮传动连接，从而带动所述上臂2进行俯仰运动，所述同步轮19与所述被动轮可通过如传动带或链条连接，所述传动带或链条设置在大臂1内部空间中。如此设置，将驱动装置设置在旋转平台11上，不仅美观，而且实现了机械臂组件的小型化，从而有助于整个智能艾灸仪的小型化，使用更方便，成本更低廉。

所述灸头组件安装于所述上臂2的末端，包括灸头21、灸头固定架20、灰网固定盒和熄火盖，所述灸头21为筒状结构，用来安装艾条或艾饼，灸头固定架20用来将灸头21安装在所述上臂2上，灸头21端部设置灰网固定盖和熄火盖，灰网固定盖防止燃烧后的灰烬落在施灸者皮肤上，熄火盖用来封闭灸头组件以将灸头组件内部与外界隔离，所述灸头组件还设置有烟管接头，所述烟管接头安装烟管4，所述烟管4的另一端与箱壳内滤盒13连接，用以将艾条或艾饼燃烧的烟雾排放至滤盒内，经过滤后由风箱14排出。

所述灸头组件还包括激光灯22、温度传感器23、距离传感器24和机械臂控制按钮25，所述激光灯33用于辅助理疗师看到灸头位于皮肤上的位置，起到辅助定位的作用，所述温度传感器23用于感应皮肤温度、所述距离传感器24用于感应灸头距离皮肤的位置，当温度超过预设阈值或距离小于预设阈值时，主控板9控制机械臂组件停止施灸，防止安全事故发生。所述机械臂控制按钮25用来控制机械臂路径记录功能的启闭。按下这个按钮，此时系统开始记录机械臂运动估计，松开按钮路径即保存。

如图5所示，是本发明触摸开关按键说明，包括“开/关机”、“排风”、“启动”、“时间”、“机械臂高度”、“机械臂速度”、“+”、“—”、“复位”。所述“开/关机”即控制电源通断按键；所述“排风”键用于艾灸仪的排风系统启闭，每按一次，按顺序从off-1-2-3(风量由小到大)几个档位循环并在屏幕中显示当前档位；所述“启动”键用于启动主控板已记录的机械臂路径，当无路径记录时，按键无效；所述“时间”、“机械臂高度”、“机械臂速度”分别表示施灸时间、施灸时灸头距离皮肤高度和机械臂移动速度，其配合“+”、“—”两键组合使用，首先按键“时间”、“机械臂高度”、“机械臂速度”其中一个，然后按键“+”、“—”可以对其参数进行调整；所述“复位”键用于在开机状态中的任何时刻，只要机械臂不在初始位置，按下该键实现机械臂的复位。

下面结合图6对本发明智能艾灸仪具体工作过程进行详细描述，本发明的智能艾灸仪可分为定点灸和自动疚两种模式。定点灸：开机后，医疗人员在灸头组件中放入艾饼或艾条，启动排风功能后点燃艾饼，随后按下灸头组件的机械臂控制按钮，主控板的路径记录功能解除自锁，医疗人员拖动灸头组件到达施灸穴位点，然后松开机械臂控制按钮，通过触摸开关设定施灸时间后开始施灸，计时结束后机械臂复位，或者按下复位按钮，机械臂复位。自动灸：开机后，医疗人员在灸头组件中放入艾饼或艾条，启动排风功能后点燃艾饼，随后按下灸头组件的机械臂控制按钮，主控板的路径记录功能解除自锁，医疗人员拖动灸头组件到达待记录路径起点位置，松开机械臂控制按钮以清除机械臂复位点到起点位置的路径记录，然后重新按下机械臂控制按钮，医疗人员拖动灸头组件依次到达待施灸的穴位点，并通过触摸开关设定施灸时间后，触发触摸开关的“启动”键开始施灸，计时结束后机械臂复位，或者按下复位按钮，机械臂复位。

在施灸过程中，如果温度传感器或者距离传感器信号触发，主控板控制机械臂停止施灸进行复位，防止安全事故发生。

Claims (8)

1.一种智能艾灸仪，其特征在于，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，所述大臂可转动的安装在机箱组件上，所述上臂与所述大臂之间通过关节架连接，所述上臂的末端安装灸头组件，所述大臂和所述上臂还分别通过所述传动组件与驱动装置传动连接，所述烟管用于将灸头组件与机箱组件连接；

所述机箱组件内安装有主控板和驱动器，所述驱动器控制驱动装置的正反转以驱动大臂、小臂运动，所述驱动器还控制驱动装置的正反转以驱动所述机械臂组件相对于机箱组件的水平旋转，所述主控板用来记录及回放机械臂组件的运行过程和设定灸头组件在一定点的停留时间。

2.根据权利要求1所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述机箱组件还包括：屏幕、触摸开关、旋转平台、旋转平台驱动电机、滤盒、风箱、配重块、脚轮和箱壳，所述旋转平台位于箱壳上方，所述机械臂组件连接在旋转平台上，所述旋转平台驱动电机位于箱壳内并用于驱动旋转平台相对于机箱组件水平旋转；所述箱壳底部安装四个脚轮；所述风箱安装于箱壳底板上，风箱中包括离心风扇与活性炭盒，所述风箱两侧的箱壳中还设置有配重块；所述风箱上方设置滤盒，滤盒内设置滤棉和过滤器，滤盒的出口与所述风箱的进口流体可连通，所述烟管与滤盒连通；所述箱壳外侧还安装有与主控板电连接的屏幕及触摸开关。

3.根据权利要求2所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述灸头组件包括机械臂控制按钮，所述机械臂控制按钮用来控制主控板的机械臂路径记录功能的启闭。

4.根据权利要求1或3所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述灸头组件包括灸头、灸头固定架、灰网固定盒和熄火盖，所述灸头为筒状结构，用来安装艾条或艾饼，灸头固定架用来将灸头安装在所述上臂上，灸头端部设置灰网固定盖和熄火盖，灰网固定盖防止燃烧后的灰烬落在施灸者皮肤上，熄火盖用来封闭灸头组件以将灸头组件内部与外界隔离，所述灸头组件还设置有烟管接头，所述烟管接头安装所述烟管。

5.根据权利要求4所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述灸头组件还包括激光灯、温度传感器、距离传感器和机械臂控制按钮，所述激光灯用于辅助理疗师看到灸头位于皮肤上的位置，起到辅助定位的作用，所述温度传感器用于感应皮肤温度、所述距离传感器用于感应灸头距离皮肤的位置。

6.根据权利要求1-3、5任一项所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述驱动装置为电机，包括外壳、端盖、输出轴、转子定子行星轮、内轴、支撑固定座、编码器、内齿圈，所述外壳一侧设置输出轴，输出轴与外壳之间设置轴承，所述外壳的另一侧连接端盖，所述输出轴一端伸出外壳，另一端固定连接于转子定子行星轮上，转子定子行星轮一侧套接内齿圈，所述内齿圈过盈配合设置于端盖内，所述内齿圈内部还设置有与转子定子行星轮螺栓连接的内轴，所述内轴远离转子定子行星轮的一端套接支撑固定座，所述支撑固定座设置于端盖内部，所述编码器固定安装于支撑固定座上；所述转子定子行星轮内部集成设置行星齿轮减速器，其中转子定子行星轮的转子齿轮端部伸出转子定子行星轮，且伸出转子定子行星轮的转子齿轮端部上安装磁铁。

7.根据权利要求2、3、5任一项所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述驱动装置还包括大臂驱动电机和上臂驱动电机，并分别设置于大臂与旋转平台铰接点的两侧，大臂驱动电机输出轴与大臂传动连接，驱动大臂进行俯仰运动；所述上臂驱动电机输出轴传动连接同步轮，所述同步轮与所述上臂的设置在关节架内的被动轮传动连接，从而带动所述上臂进行俯仰运动。

8.根据权利要求2所述的智能艾灸仪，其特征还在于，所述主控板还用于控制所述离心风扇的启闭。