专利名称：智能主动型器械按摩方法及其按摩机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种符合中医按摩理论的器械按摩方法。被按摩者放松的俯卧或仰卧或坐，按摩器械模仿人工按摩方法从被按摩者的上方实施按摩。本发明还公开了一种利用所述方法实施按摩的智能按摩机器人。
背景技术：
目前公知的器械按摩均为被动型，按摩器械一般安装在按摩床或按摩椅的表面，并且无法感知是否有人按摩，被按摩者依靠自身的压力实施按摩，被按摩者通常处于肌肉的紧张状态，不能完全放松的接受按摩，以至按摩效果大打折扣。
为克服这一不足，中国专利95212078.X公布了一种全身按摩床，采用了一种近似于从上向下的按摩方式，具体方法是将按摩头固定在可以被动地上下弹动的顶杆上，该顶杆在电机的带动下可以作前后左右的平移，被按摩者水平仰卧在按摩床上，整个按摩床由液压系统控制上下移动，与按摩头的水平运动组合成一个三维按摩运动，达到按摩的效果。这种按摩床的按摩方式只是一种近似的由上往下的按摩方式，按摩头所提供的按摩压力变化来自按摩床面的上下移动，不能产生模拟人手的按摩效果，也不能对人体的穴位按摩，虽然部分的克服了传统按摩器械的被动按摩的缺点，但效果并不理想。
发明内容
本实发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种模拟人手按摩的器械按摩方法，这是一种真正意义上的“由上往下”的按摩方法。本发明的具体方法是被按摩者俯卧或仰卧或坐，其上方安装了机械臂，按摩器的按摩头安装在机械臂上，机械臂和按摩头如同人的手臂和手，从被按摩者的上方进入按摩，按摩的方式、压力的大小、时间的长短由控制机械臂的电脑控制，是完全主动式的按摩。克服了传统按摩床需要被按摩者调整自身肌肉去“寻找”按摩压力的缺点，被按摩者完全处于放松状态，如同接受人工按摩，按摩效果明显提高。
为实现上述按摩方式的按摩器械是智能按摩机器人。智能按摩机器人的工作过程被按摩者俯卧或仰卧或坐，按摩机器人安装在上方，按摩机器人的智能感应检测装置自动检测、定位被按摩者的穴位。同时医生或被按摩者通过人机对话窗口或遥控器输入被按摩者的基本情况、本次按摩的目的、要求，电脑中的“中医按摩专家系统”通过分析这些资料首先制定出一套个性化按摩程序，并指挥按摩头按程序准确的对穴位实施按摩，按摩头自动按照所选定的功能选项进行工作，当进行完一个穴位按摩时按摩头自动的位移到下一个程序指定的穴位实施按摩动作，直到整个程序结束。智能按摩机器人在一整套按摩流程实施的过程中可以分次进行，中途可以请求中断、也可以继续进行未完成的动作、无需一个程序从头开始。“中医按摩专家系统”是一套开放型的系统，可以随时更新、升级，以保持最佳的工作状态。
所述智能按摩机器人特点是完全实现了由上往下模拟人手的按摩方法，按摩头的压力是器械自身提供并由电脑程序控制，被按摩者完全处于放松的自然状态，可以获得最佳按摩效果；带有电脑芯片及感应装置，能自动检测、定位人体的穴位、经络，从而保证按摩的准确到位，并且可以按照被按摩者不断的改变躺卧姿势而实时进行调整；设有人机对话窗口，可以方便的输入被按摩者的各种情况和对按摩的要求；电脑中具有“中医按摩专家系统”，可以根据被按摩者的情况和对按摩的要求制订各种不同的个性化按摩方案，这个专家系统是开放型的可以随时更新，以获得最佳的工作状态。
智能按摩机器人具有语音提示能力，当按摩程序进行到一定阶段，需要被按摩者改变姿势，或者需要抬起胳臂或腿时，智能按摩机器人可以用标准的语言发出提示。
以下结合附图和实施例对本发明作详细的说明。
图1为本发明智能按摩机器人的结构示意图。
图2为本发明智能主动型器械按摩方法及其按摩机器人的工作原理框图。
实施例图1中摄像机1，框架2，被按摩者3，按摩头4，机械臂5，机械臂纵向运动导轨6，机械臂横向运动导轨7，机械臂收缩巢8，电脑主机与人机对话屏9，遥控器11；图2中人机对话屏9，图像处理系统10，遥控器11，穴位数据库12，按摩程序数据库13，中央处理器14，运动控制系统15，纵向运动信号16，横向运动信号17，上下运动信号18，按摩头转动信号19，位置和压力传感器20。
本发明所述的“由上往下”的按摩方式体现如下如图1所示，被按摩者3水平俯卧或仰卧在框架2下面的床上或坐在一把安放在机器人下面的座椅中，上方安装了机械臂5，按摩头4安装在机械臂5上，机械臂5和按摩头4如同人的手臂和手，从被按摩者3的上方进入按摩，按摩的方式、压力的大小、时间的长短由控制机械臂的电脑控制。
图1还说明了本发明的智能按摩机器人的外型示意。在框架2的前上方安装了一台摄像机1，用于采集被按摩者3在框架2下的图像数据，它将数据传给一个实时图像系统，该系统是利用可见光成像和红外成像传感器实现实时目标成像跟踪，红外跟踪处理器系统有极高的实时性，可以做到按摩人移动时的实时图像更新，也具有处理大数据量的能力，以保证系统的实时性；这种系统的体积、功耗、稳定性等也达到理想要求。该系统在硬件上以大规模复杂可编程逻辑器件(FPGA)及微处理器(3048F)为核心，采用模块化流水线处理结构，实现目标图像的实时跟踪。在系统软件上可以使用一种高效的快速相关算法MAD，建立相关跟踪置信度评估、模板自适应更换、目标丢失判断、抗干扰准则和再捕获等准则，有效地提高了目标(即对穴位的)跟踪的稳定性和抗干扰能力。
如图2所示，经过处理的图像送入中央处理器14与穴位数据库12中的穴位位置进行比较，推定被按摩人的穴位位置。通过穴位数据库12推定穴位的原理是把事先准备的人体穴位图通过高精度扫描仪扫描成图像进入计算机，再通过图像光栅处理工具、数字化处理工具处理后形成一种与穴位位置图有关的不同版面(坐、卧、正面、背面、胖、瘦、小孩等)穴位电子版面，算出各个穴位的具体坐标值，建立拓扑关系后，放在Visual Pro数据库中。再进一步对实时图像系统所得到的图像对比自动进行计算出现实人体与中医穴位图的穴位对应关系，从而得到穴位坐标位置。
图1中的人机对话屏9和遥控器11是另外一个重要的信息来源，医生或被按摩者本人可以通过人机对话屏9或遥控器11将被按摩者的所有身体信息，包括体重、身高、年龄，性别，疾病情况等等，以及此次按摩要达到目的和要求输入电脑中，如图2的框图所示。
第四个重要的信息来源是按摩程序数据库13，它是“中医按摩专家系统”，根据中医推拿按摩的理论和方法，采用编程软件结合控制模块提供的驱动接口，通过逻辑理论思想设计生成的各种个性化的按摩流程程序。“中医按摩专家系统”是一套开放型的系统，可以随时更新、升级，以保持最佳的工作状态。
中央处理器通过对人机对话屏所获得的信息分析比较之后，从按摩数据库的“中医按摩专家系统”中选择一套最适合的按摩程序，再根据已确定的穴位位置，中央处理器14驱动运动控制系统15，运动控制系统15依次驱动机械臂5和按摩头4，对穴位准确的实施按摩。为了保护机械臂和按摩头，机械臂5和按摩头4不工作时收缩在收缩巢8中。
运动控制系统15由可编程控制器PLC与GCC编程组成。运动控制系统15将按摩程序的数据信号分别转变为纵向运动信号16，横向运动信号17，上下运动信号18，以及按摩头转动信号19。纵向运动信号16控制按摩头在纵向导轨6上运动，横向运动信号17控制按摩头在横向导轨7上运动，上下运动信号18控制机械臂伸缩，16、17、18三个控制信号使按摩头在三维空间有了一个确定的位置，即一个具体穴位的位置。按摩头转动信号19用于控制按摩头的转动速度和强度，以及组合按摩头的变换，以达到中医按摩的震动、切敲、指压、掌压、揉捏、捶打、伸展等效果。
三个运动控制信号16、17、18还有一个作用，就是控制按摩压力的大小与方向。在按摩头上装有压力传感器和位置传感器20，压力传感器感知按摩的压力，位置传感器提供按摩头所在的精确位置。两个传感器不断的将按摩头在工作过程中获得的数据反馈到中央处理器，中央处理器利用反馈的信号时实调整16、17、18三个运动信号，产生相应的按摩压力，以获得最佳的按摩效果。
智能按摩机器人具有语音提示能力，当按摩程序进行到一定阶段，需要被按摩者改变姿势，或者需要抬起胳臂或腿时，智能按摩机器人可以用标准的语言发出提示。
权利要求
1.一种智能主动型器械按摩方法，其特征在于，实现“由上往下”的主动式按摩方式被按摩者俯卧或仰卧或坐，其上方安装了机械臂，按摩器的按摩头安装在机械臂上，机械臂和按摩头模拟人的手臂和手，从被按摩者的上方进入按摩，按摩头的压力由器械自身提供，按摩的方式、压力的大小、时间的长短由控制机械臂的电脑程序控制；按摩器械装有电脑芯片及感应装置，能自动检测、定位人体的穴位、经络，从而保证按摩的准确到位，并且可以按照被按摩者不断的改变姿势而实时进行调整；医生或被按摩人通过人机对话窗口或遥控器输入被按摩者的基本情况、本次按摩的目的、要求，电脑中的“中医按摩专家系统”通过分析这些资料首先制定出一套个性化按摩程序，并指挥按摩头按程序准确的对穴位实施按摩，按摩头自动按照所选定的功能选项进行工作，当进行完一个穴位按摩时按摩头自动的位移到下一个程序指定的穴位实施按摩动作，直到整个程序结束；在一整套按摩流程实施的过程中可以分次进行，中途可以请求中断、也可以继续进行未完成的动作、无需一个程序从头开始；按摩器械上装有语音提示装置，当按摩程序进行到一定阶段，需要被按摩者改变姿势，或者需要抬起胳臂或腿时，智能主动型按摩床可以用标准的语言发出提示。
2.一种使用权利要求1所述“由上往下”的按摩方法的智能按摩机器人，其特征在于，是电脑控制的智能按摩机器人，其结构为在按摩床上方安装的摄像机(1)，框架(2)，按摩头(4)安装在机械臂(5)上，机械臂纵向运动导轨(6)，机械臂横向运动导轨(7)，机械臂收缩巢(8)，电脑主机与人机对话屏(9)，遥控器(11)；所述的智能按摩机器人的控制系统由图象处理系统(10)、遥控器(11)、穴位数据库(12)、按摩程序数据库(13)、中央处理器(14)、运动控制系统(15)以及摄像机(1)、电脑主机与人机对话屏(9)、压力传感器和位置传感器(20)连接而成。
3.根据权利要求2所述的智能按摩机器人，其特征在于，所述“中医按摩专家系统”是开放型的，可以随时更新、升级。
全文摘要
本发明涉及一种器械按摩方法，按摩器械模仿人工按摩方法从被按摩者的上方实施按摩。本发明还公开了一种利用所述方法实施按摩的智能按摩机器人。该按摩机器人具有智能感应装置，能够自动检测、定位人体的穴位，并对穴位准确的实施按摩。该按摩机器人带有“中医按摩专家系统”，可以根据被按摩者的情况和对按摩的要求制订各种不同的个性化按摩方案，这个专家系统是开放型的可以随时更新、升级。智能按摩机器人具有语音提示能力，可以用标准的语言发出提示。
文档编号A61H7/00GK1759822SQ20041008366
公开日2006年4月19日 申请日期2004年10月15日 优先权日2004年10月15日
发明者严红缨 申请人:严红缨