理疗按摩机器人的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种理疗按摩机器人。

背景技术：

现如今，由于生活节奏的加快以及工作压力的增大，使得人们的身体长时间处于高压状态，往往会感觉到疲惫劳累。与此同时，按摩机器人技术逐渐发展成熟，人们可通过按摩机器人按摩可缓解疲劳、放松身心、改善血液循环、加速人体新陈代谢，以达到增强免疫力、保健养生的目的。

目前的市场上，各类按摩机器人层出不穷，最为常见的类型是机械臂搭载按摩组件，以通过按摩组件振动对人体进行按摩。然而，此类按摩机器人仅具备物理按摩功能，按摩形式较为单一，对人体无法形成很好的理疗效果，也无法满足用户更多的按摩需求。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种理疗按摩机器人，旨在解决目前的按摩机器人按摩功能单一且理疗效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种理疗按摩机器人，该理疗按摩机器人包括机体、设置在所述机体上的机械手、设置在所述机械手上的结构光组件和用于与人体接触的按摩组件，所述机械手包括多个依次连接的关节臂，多个所述关节臂中具有自由端的末级关节臂与所述按摩组件连接，所述按摩组件包括多个射频触头，所述结构光组件用于获取人体皮肤表面三维图像。

优选地，所述按摩组件还包括与所述末级关节臂连接的连接座、用于安装多个所述射频触头的底座以及设置在所述连接座和底座之间的缓冲件。

优选地，所述按摩组件上设有用于测量人体皮肤表面温度的测温组件。

优选地，所述理疗按摩机器人还包括设置在所述机体上的显示器，所述显示器包括用于显示人体皮肤表面三维图像、按摩轨迹以及用于设置按摩参数的触控显示屏和多个功能按键。

优选地，所述机体上设有用于安装所述显示器的旋转支架，所述旋转支架包括可转动设置的支撑杆和安装杆，所述安装杆的一端与所述支撑杆连接，另一端与所述显示器连接。

优选地，所述理疗按摩机器人还包括语音交互模块，所述语音交互模块包括用于采集用户语音的采集单元和用于对所述语音进行处理的处理单元。

优选地，所述语音交互模块还包括用于接收语音信号并转换为相应指令的转换单元。

优选地，所述理疗按摩机器人还包括设置在所述机体上的急停装置。

优选地，所述机体的外壳上设有多个分区域布置的散热孔。

优选地，所述机体的底部设置有多个滚轮以及脚轮，所述机体的一侧设有把手。

本发明的理疗按摩机器人可通过结构光组件获取人体皮肤表面三维图像并智能绘制按摩路径，其机械手操纵按摩组件按照按摩路径移动，以通过若干个射频触头接触人体进行物理按摩及射频理疗。与目前的按摩机器人相比较，本发明的理疗按摩机器人按摩形式多样且理疗效果显著提升，提高了按摩舒适度。

附图说明

图1为本发明一实施例理疗按摩机器人的结构示意图；

图2为图1中理疗按摩机器人另一视角下的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种理疗按摩机器人，参照图1，该理疗按摩机器人包括机体100、设置在机体100上的机械手200、设置在机械手200上的结构光组件和用于与人体接触的按摩组件300，机械手200包括多个依次连接的关节臂210，多个关节臂210中具有自由端的末级关节臂210与按摩组件300连接，按摩组件300包括多个射频触头310，结构光组件用于获取人体皮肤表面三维图像。

本发明所提出的理疗按摩机器人用于对人体进行理疗按摩，兼具物理按摩和射频理疗双重功能。具体地，参照图1，理疗按摩机器人主要由机体100、机械手200、结构光组件和按摩组件300等组成，机体100内设有控制主机，控制主机中集成有实现控制机械手200、按摩组件300和其它结构的功能模块及电路，机械手200包括多个关节臂210，多个关节臂210的始级关节臂210设置在机体100的安装座上，末级关节臂210上安装按摩组件300，以可带动按摩组件300进行多轴运动。各关节臂210均可通过电机驱动，但布置形式存在差异，如呈竖直状态或水平状态布置等。作为较优设置，多个关节臂210组成六轴机械手200，电机数量为六个，关节臂210及电机的布置形式根据实际情况而定。电机优选无刷伺服电机，可根据采集无刷伺服电机内的电流值对各个关节臂210进行控制，当采集到电机内部的电流值大于预设值时，则控制电机反转或停止，以避免出现按摩组件300施加过大的作用力而损伤人体的情况。

参照图1，按摩组件300包括多个射频触头310，射频触头310用于对人体进行射频按摩，其内设有射频发生器，以在射频触头310接触人体时，通过射频发生器发射的射频波穿透人体皮肤，进入皮下组织并作用到胶原内的水分子使其极性改变，高频水分子震动旋转摩擦生热，以刺激胶原收紧重塑，修复老化受损的胶原层，可达到嫩肤紧肤的效果。作为较优选择，射频发生器可由多对电极片组成，以实现多级射频，有效且安全。

结构光组件设置在机械手200的其中之一关节臂210上，结构光组件可包括摄像头和发射器，摄像头可包括红外光摄像头、可见光摄像头，发射器可为红外光发射器。在采集人体部位图像时，结构光组件位于人体的正上方，通过可见光摄像头拍摄2d图片，采集人体部位的平面轴(即x、y轴)信息；使用红外发射器发射经过特殊调制的不可见红外光至人体部位上，再通过红外摄像头接收被人体部位反射的红外光，采集深度轴(即z轴)信息，确定被测部位的景深信息。当然，此时还包括与结构光组件400电连接的处理模块(即处理芯片)将拍摄的2d图片与获取的3d信息相结合，生成具备空间信息的三维图像，以供本理疗按摩机器人规划按摩组件300的按摩路径。具体地，对结构光组件所采集的三维图像数据进行计算以得出按摩路径的原理为：对结构光组件所采集的点云进行裁剪、降采样、平滑等操作得到初步处理后的点云，利用点云切片算法得到切片点云，通过切片点云去重影去除以及点排序自动生成摄像头扫描坐标系下的轨迹点，然后将摄像头扫描坐标系下的轨迹点通过位姿变换转换成机械手200坐标系下的轨迹点，并对该轨迹点进行法向、姿态等位姿计算而得出按摩路径。另外进行脚本编程，将按摩路径转换为机械手200可识别及可执行的驱动程序，机械手200根据该驱动程序以驱动按摩组件300移动。

本发明的理疗按摩机器人可通过结构光组件获取人体皮肤表面三维图像并智能绘制按摩路径，其机械手200操纵按摩组件300按照按摩路径移动，以通过若干个射频触头310接触人体进行物理按摩及射频理疗，在通过按摩缓解疲劳、放松身心的同时，还可紧致人体肌肤。目前的按摩机器人相比较，本发明的理疗按摩机器人按摩形式多样且按摩效果显著提升，提高了按摩舒适度。

在一较佳实施例中，按摩组件300还包括与末级关节臂210连接的连接座320、用于安装多个射频触头310的底座330以及设置在连接座320和底座330之间的缓冲件340。具体地，连接座320、缓冲件340和底座330依次连接，连接座320与末级关节臂210通过螺丝连接固定。作为优选，该缓冲件340可为由硅胶制成的软体外壳。按摩组件300在按摩时，缓冲件340被挤压呈折叠状态，缓冲件340提供弹性力以抵消射频触头310与人体之间的部分作用力，可保证射频触头310不与人体刚性接触，实现与皮肤的友好接触，提高按摩安全性。

在一较佳实施例中，按摩组件300上设有用于测量人体皮肤表面温度的测温组件。在对人体按摩之时，通过测温组件实时监测人体皮肤表面温度，以根据人体皮肤表面温度调整射频参数、按摩速度、按摩轨迹等信息，达到对射频理疗效果的智能控制。作为优选，测温组件可采用红外测温传感器。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，理疗按摩机器人还包括设置在机体100上的显示器400，显示器400包括用于显示人体皮肤表面三维图像、按摩轨迹以及用于设置按摩参数的触控显示屏和多个功能按键。具体地，触控显示屏上显示人体三维图像与按摩轨迹以及操作界面，可选择pc控制/pad控制，操作界面便可在pc端和pad端来回切换。在操作界面窗口上可设置按摩参数，包括按摩摆幅参数、能量参数、力度参数、速度参数、时间参数及自转幅度参数等，并通过操作界面对温度、按摩力度等信息进行状态监测，以优化按摩理疗效果。

功能按键包括开关按键、开始按键、暂停按键和复位按键等，其中，开关按键用于本理疗按摩机器人的开关机操作，具体为长按开关按键预设秒数，如5秒，以完成开机或关机操作。开始按键用于机械手200及按摩组件300的开始操作，暂停按键用于机械手200及按摩组件300的停止操作，复位按键则用于机械手200的复位操作，以对机械手200的位置进行初始化。

进一步地，机体100上设有用于安装显示器的旋转支架500，旋转支架500包括可转动设置的支撑杆510和安装杆520，安装杆520的一端与支撑杆510连接，另一端与显示器400连接。具体地，支撑杆510在机体100上可转动设置，其设置形式可为多种，如插装在机体100的插孔内以实现转动，安装杆520与支撑杆510之间通过一连接套可拆卸连接，连接套套装在支撑杆上，安装杆520的两端分别与连接套和显示器400通过螺丝以铰接固定。通过该旋转支架500，显示器400在竖直方向以及周侧方向上的位置可调节，方便用户操作。

在一较佳实施例中，理疗按摩机器人还包括语音交互模块，语音交互模块包括用于采集用户语音的采集单元和用于对语音进行处理的处理单元。本实施例中通过语音交互模块实现人机交互，以便用户操控和使用本理疗按摩机器人。语音交互模块包括采集单元和处理单元，采集单元可为由多个麦克风按照一定几何结构(如线性、环形等)组合而成的麦克风阵列，以用于对用户语音进行采集，处理单元用于对麦克风所采集的语音进行语音处理，包括降噪、滤波以及波束成形等处理，以提高语音识别度。

进一步地，语音交互模块还包括用于接收语音信号并转换为相应指令的转换单元。其中，所接收的语音信号，优选经过处理单元处理过的语音，以提高对用户所发出的原始语音的理解度。转换单元的运行方式为：接收语音信号并将该语音转换成文字，并对照预设的指令表将文字转换成相应的指令编号，将指令编号转换为控制指令发送至控制主机，控制主机再向机械手200及按摩组件300输出相应的操作指令，机械手200和按摩组件300根据操作指令进行动作。如用户说出“加大按摩力度”，在接收到语音指令后，按摩组件300则增强摆幅及力度；如用户说出“按摩肩部”，在接收到语音指令后，匹配预先拍摄的三维图像以重新规划按摩区域及按摩路径，机械手200以驱动按摩组件300对人体肩部进行按摩。通过以上设置的语音交互模块，本理疗按摩机器人可实现语音控制，便于用户使用操作。

在一较佳实施例中，理疗按摩机器人还包括设置在机体100上的急停装置。急停装置用于对机械手200进行紧急制动，参照图1和图2，急停装置包括设置在机体100的外壳上的急停按,10，以用于在出现紧急情况之时，按下急停按钮10进行紧急制动，提高本理疗按摩机器人的使用安全性。参照图1和图2，急停按钮10为三个，分别位于机体100的相对两侧以及与机械手200同一侧的正面位置。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，机体100的外壳上设有多个分区域布置的散热孔20。散热孔20在机体100的外壳四周侧面均有设置，位于机体100内的功能器件可通过所设的散热孔20往外散热以提升运行速度，进一步提高理疗按摩机器人的工作性能。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，机体100的底部设置有多个滚轮30以及脚轮40，机体100的一侧设有把手50。作为较优设置，滚轮30为并排设置的两个，脚轮40为并排设置的两个且与滚轮30呈方形布局。把手50在机体100上为与机械手200相反的一侧，且通过螺丝安装固定。通过所设把手50、滚轮30及脚轮40，可人工推动整机移动，移动方便，使用简单。

基于以上实施例中的理疗按摩机器人，在开机状态下，其操作流程为：点击显示器400的触控显示屏上的“初始位置”，机械手200接收到操作指令后随即复位，以对机械手200的位置进行初始化，并手动在触控显示屏上调节设置按摩组件300的按摩参数(包括按摩摆幅、力度、自转幅度、能量、速度、时间等)。其中，按摩摆幅参数从2至6均可调；力度参数从0至10均可调；自转幅度参数从0至10均可调；能量参数在face模式从1至120均可调，body模式从1至80均可调，点阵模式从1至3均可调；速度参数从0至180均可调；时间参数从1至99min均可调。

在上述操作完成后，通过结构光组件(包括摄像头和发射器)拍摄以保存人体皮肤表面的三维图像信息，并自动识别人体的待按摩部位，选择绘制按摩轨迹方式(如直线、曲线等)，以完成按摩路线或区域的绘制。然后，点击显示器的触控显示屏上的“擦除”，可擦除已绘制的按摩路线或区域；点击显示器的触控显示屏上的“删除”，可删除三维图像信息；点击击显示器的触控显示屏上的“轨迹”，可生成按摩路径。若按摩路径生成失败，则需重新获取人体部位的三维图像信息。若按摩路径生成成功，点击显示器的触控显示屏上的“开始按摩”，则机械手200接收到操作指令依照上述生成的按摩路径驱动按摩组件300移动，按摩组件300按照所设置的按摩参数对人体进行射频按摩。

本理疗按摩机器人在实际应用中，通过达到优于中医效果的理疗技术，可安全的令身体组织快速升温，将穴位下靶向组织升温到44～46℃，从而促进细胞代谢，增强细胞活力，提高免疫力，提高全身系统的循环与排毒；并且，所形成的智能疗法可温养肺气、温寒祛湿、清肺养颜，具有很好的抗菌抗病毒效果。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。