一种足部按摩机器人机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及足部穴位按摩设备，具体地说是一种足部按摩机器人机构。包括底板、二自由度按摩移动机构、按摩进给机构及按摩触头，其中二自由度按摩移动机构安装于底板上，所述按摩进给机构与二自由度按摩移动机构连接，所述按摩触头与按摩进给机构连接，按摩触头通过二自由度按摩移动机构和按摩移动机构分别在水平面和竖直面内移动，实现足部穴位的定位与按摩。本发明适应不同尺寸的足部，在完成足部定位后，准确建模，模拟中医按摩师的按摩手法，对足部穴位进行按摩。
【专利说明】一种足部按摩机器人机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及足部穴位按摩设备，具体地说是一种足部按摩机器人机构。
【背景技术】
[0002]高血压是常见的心脑血管系统疾病，严重者造成心脑血管意外，导致偏瘫甚至危及生命，常规治疗多采用口服降压药物，仅能缓解症状，并会产生副作用，治疗效果较差。
[0003]根据中医学理论，足部是人体重要的信息元，对足部的相应穴区进行规律性按摩刺激，具有较高的高血压病症治疗和辅助治疗的有效率和治愈率，且无任何副作用，是当今高血压病治疗方法中最为有效的中医治疗方法。
[0004]将机器人技术与中医足部按摩方法相结合，能够实现足部穴位的准确定位，模拟中医按摩手法对相关穴位进行按摩，结合中医配穴方案和按摩疗程，能够为患者提供规范的足部医疗服务，达到治疗高血压等疾病的功能，推动足部按摩医疗方法的发展和推广。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种足部按摩机器人机构。该足部按摩机器人机构适应不同尺寸的足部，在完成足部定位后，准确建模，模拟中医按摩师的按摩手法，对足部穴位进行按摩。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种足部按摩机器人机构，包括底板、二自由度按摩移动机构、按摩进给机构及按摩触头，其中二自由度按摩移动机构安装于底板上，所述按摩进给机构与二自由度按摩移动机构连接，所述按摩触头与按摩进给机构连接，按摩触头通过二自由度按摩移动机构和按摩移动机构分别在水平面和竖直面内移动，实现足部穴位的定位与按摩。
[0008]所述按摩进给机构包括电机II1、支架1、丝杠II1、滑块II1、压力弹簧及齿轮传动装置III，其中电机III的输出端通过齿轮传动装置III与丝杠III连接，所述滑块III与丝杠III螺纹连接，所述支架I的一端与滑块III连接，另一端设有压力弹簧，所述按摩触头与压力弹簧连接、并通过压力弹簧限制按摩压力。所述丝杠III上设有用于限制滑块III前进的限位挡块。
[0009]所述二自由度按摩移动机构包括电机1、电机I1、丝杠1、丝杠I1、滑块1、滑块I1、连杆1、连杆I1、连接板1、齿轮传动装置I及齿轮传动装置II，其中丝杠I和丝杠II平行设置于所述底板上，所述电机I的输出端通过齿轮传动装置I与丝杠I连接，所述电机II的输出端通过齿轮传动装置II与丝杠II连接；所述滑块I和滑块II分别与丝杠I和丝杠II螺纹连接，所述连杆I的一端与滑块I铰接，所述连杆II的一端与滑块II铰接，所述连杆I和连杆II的另一端均与连接板I铰接，所述按摩进给机构安装于连接板I上。
[0010]所述二自由度按摩移动机构为两个、并对称设置于所述底板上。所述两个二自由度按摩移动机构上对称设置的两个丝杠通过皮带传动装置传动连接，实现同步运动。
[0011]所述二自由度按摩移动机构包括电机IV、丝杠IV、滑块IV、支架I1、电机V、丝杠V、滑块V、滑块V1、连接板I1、齿轮传动装置IV及齿轮传动装置V，其中电机IV的输出端通过齿轮传动装置IV与丝杠IV连接，所述滑块IV与丝杠IV螺纹连接，滑块IV通过支架II与丝杠V连接；所述丝杠V通过齿轮传动装置V与电机V的输出端连接，丝杠V的两端设有旋向相反的螺纹，所述滑块V和滑块VI分别螺纹连接于丝杠V的两端，滑块V和滑块VI上均设有连接板II，各连接板II均连接有按摩进给机构。
[0012]本发明具有如下优点及有益效果:
[0013]1.本发明可实现足部穴位准确定位，通过调整二自由度按摩移动机构，可以准确定位按摩触头的位置。
[0014]2.本发明适应性好，能够适应不同尺寸的脚码。
[0015]3.本发明保证了三维空间可达性，可实现空间连续运动轨迹，运动平稳，准确模拟按摩手法。
[0016]4.本发明按摩主体机构对称设计，实现两足同时按摩。
[0017]5.本发明应用范围广。本发明不仅可用于治疗高血压病，在结合中医按摩疗程和配穴治疗方案后，还可用于其他类疾病的治疗。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例一中二自由度按摩移动机构的结构示意图；
[0019]图2为本发明按摩进给机构的结构示意图；
[0020]图3为本发明实施例二中二自由度按摩移动机构的结构示意图。
[0021]其中:1-1为电机I，1-2为电机II，1-3为丝杠I，1-4为丝杠II，1_5为滑块I，1-6为滑块II，1-7为连杆I，1-8为连杆II，1-9为带轮I，1-10为带轮II，1-11为齿轮I，1-12为齿轮II，1-13为连接板I，2-1为电机III，2-2为支架1，2_3为丝杠III，2_4为滑块III，
2-5为压力弹簧，2-7为限位挡块，3-1为电机IV，3-2为齿轮IV，3_3为丝杠IV，3_4为滑块IV, 3-5为支架II，3-6为电机V，3-7为齿轮V，3_8为丝杠V，3_9为滑块V，3_10为连接板II，3-11为滑块VI，4为按摩触头。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0023]本发明包括底板、二自由度按摩移动机构、按摩进给机构及按摩触头4，其中二自由度按摩移动机构安装于底板上，所述按摩进给机构与二自由度按摩移动机构连接，按摩触头4与按摩进给机构连接，按摩触头4通过二自由度按摩移动机构和按摩移动机构分别在水平面和竖直面内移动，实现足部穴位的定位与按摩。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，二自由度按摩移动机构包括电机I 1-1、电机II 1-2、丝杠I 1_3、丝杠II 1-4、滑块I 1-5、滑块II 1-6、连杆I 1_7、连杆II 1_8、连接板I 1_13、齿轮传动装置I及齿轮传动装置II，其中丝杠I 1-3和丝杠II 1-4平行设置于所述底板上，电机I 1-1的输出端通过齿轮传动装置I与丝杠I 1-3连接，电机II 1-2的输出端通过齿轮传动装置II与丝杠II 1-4连接；滑块I 1-5和滑块II 1-6分别与丝杠I 1_3和丝杠II 1_4螺纹连接。连杆I 1-7的一端与滑块I 1-5铰接，连杆II 1-8的一端与滑块II 1_6铰接，连杆I1-7和连杆II 1-8的另一端均与连接板I 1-13铰接，按摩进给机构安装于连接板I 1_13上。
[0026]二自由度按摩移动机构的运动过程是:
[0027]电机I 1-1带动丝杠I 1-3旋转，滑块I 1_5沿丝杠I 1_3前后运动。电机II 1-2带动丝杠II 1-4旋转，滑块II 1-6沿丝杠II 1-4前后运动。通过滑块I 1_5和滑块II1-6位移量的不同，改变连杆I 1-7和连杆II 1-8铰接点处的连接板I 1-13的位置，以此实现穴位按摩点的变化。
[0028]由于两侧足部穴位基本对称，且要求同时按摩，所以底板上对称设有两个二自由度按摩移动机构，对称设置的两个丝杠I 1-3通过皮带传动装置I传动连接，即两个丝杠I
1-3上均设有带轮I1-9，两个带轮I 1-9通过皮带I传动连接。同理，两个对称设置的丝杠II 1-4通过皮带传动装置II传动连接，即两个丝杠II 1-4上均设有带轮II 1_10，两个带轮II 1-10通过皮带II传动连接，这样通过皮带传动装置I和皮带传动装置II将一侧的丝杠转动对称传递到另一侧二自由度按摩移动机构，两组机构对称布置，实现同步、对称运动。
[0029]如图2所示，按摩进给机构包括电机III 2-1、支架I 2_2、丝杠III 2_3、滑块III
2-4、压力弹簧2-5、限位挡块2-7及齿轮传动装置III，其中电机III2-1的输出端通过齿轮传动装置III与丝杠III 2-3连接，滑块III 2-4与丝杠III 2_3螺纹连接，支架I 2-2的一端与滑块III 2-4连接，另一端设有压力弹簧2-5。按摩触头4与压力弹簧2-5连接，压力弹簧2-5的一端与支 架I 2-2连接，另一端与按摩触头4连接，按摩触头4通过压力弹簧2-5限制按摩压力。丝杠III2-3上设有用于限制滑块III 2_4前进的限位挡块2_7。
[0030]按摩进给机构的运动过程是:
[0031]电机III 2-1带动丝杠III 2_3旋转，滑块III 2_4带动支架I 2_2上升，按摩触头4与足部穴位抵触，通过压力弹簧2-5限制按摩压力，当滑块III 2-4运动到末端与限位挡块2-7相触，达到按摩压力的最大值。通过压力弹簧2-5和限位挡块2-7确保按摩压力及安全性能要求。
[0032]本发明使用过程中，首先依靠辅助装置将足部固定，并测得足部的大小。本发明的主控计算机解算足部穴位模型，规划足底部按摩触头4的平面运动轨迹，驱动二自由度按摩移动机构，通过滑块I 1-5和滑块II 1-6的运动，使按摩触头4运动到设定足部穴位下方，驱动进给按摩机构中的电机III 2-1，驱动滑块III 2-4向上运动，带动触头4抵住足底穴位，并在设定的按摩压力下保持位置，再依据设定的穴位按摩轨迹规划，驱动按摩进给机构，使按摩触头4在足部穴位点进行按摩运动。主控计算机为现有技术。
[0033]实施例二
[0034]二自由度按摩移动机构包括电机IV 3-1、丝杠IV 3-3、滑块IV 3_4、支架II 3_5、电机V 3-6、丝杠V 3-8、滑块V 3-9、滑块VI 3_11、连接板II 1_10、齿轮传动装置IV及齿轮传动装置V，其中电机IV 3-1的输出端通过齿轮传动装置IV与丝杠IV 3-3连接，滑块IV
3-4与丝杠IV3-3螺纹连接。滑块IV3-4通过支架II 3_5与丝杠V 3_8连接，丝杠V 3-8的中间部位通过齿轮传动装置V与电机V 3-6的输出端连接。丝杠V 3-8的两端设有旋向相反的螺纹，滑块V 3-9和滑块VI 3-11分别螺纹连接于丝杠V 3-8的两端，滑块V 3_9和滑块VI 3-11上均设有连接板II 1-10，各连接板II 1-10均连接有按摩进给机构。[0035]二自由度按摩移动机构的工作过程是:
[0036]电机IV 3-1驱动齿轮IV3-2旋转，带动滑块IV 3_4沿丝杠IV 3_3移动，电机3_6V驱动齿轮V 3-7旋转，齿轮V 3-7旋转带动丝杠V 3-8旋转，丝杠V 3_8在齿轮连接两侧螺旋旋向相反，丝杠V 3-8旋转时，滑块V 3-9和滑块VI 3-11相对或相向对称运动，在滑块V 3-9和滑块VI 3-11上方连接按摩进给机构2。
[0037]按摩进给机构2的结构与实施例一相同。
[0038]本发明运动过程中，依据足部穴位位置，驱动滑块IV 3-4、滑块V 3-9和滑块VI
3-11，由于丝杠V 3-8两侧螺旋旋向相反，所以滑块V 3-9和滑块VI 3-11对称运动，并对准足部穴位，再驱动按摩进给机 构实现对足部穴位的按摩。
【权利要求】
1.一种足部按摩机器人机构，其特征在于:包括底板、二自由度按摩移动机构、按摩进给机构及按摩触头(4)，其中二自由度按摩移动机构安装于底板上，所述按摩进给机构与二自由度按摩移动机构连接，所述按摩触头(4)与按摩进给机构连接，按摩触头(4)通过二自由度按摩移动机构和按摩移动机构分别在水平面和竖直面内移动，实现足部穴位的定位与按摩。
2.按权利要求1所述的足部按摩机器人机构，其特征在于:所述按摩进给机构包括电机III (2-1)、支架I (2-2)、丝杠III (2-3)、滑块III (2-4)、压力弹簧(2_5)及齿轮传动装置III，其中电机111(2-1)的输出端通过齿轮传动装置III与丝杠111(2-3)连接，所述滑块111(2-4)与丝杠111(2-3)螺纹连接，所述支架I (2_2)的一端与滑块III (2_4)连接，另一端设有压力弹簧(2-5)，所述按摩触头(4)与压力弹簧(2-5)连接、并通过压力弹簧(2-5)限制按摩压力。
3.按权利要求2所述的足部按摩机器人机构，其特征在于:所述丝杠III(2-3)上设有用于限制滑块III (2-4)前进的限位挡块(2-7)。
4.按权利要求1所述的足部按摩机器人机构，其特征在于:所述二自由度按摩移动机构包括电机I (1-1)、电机II (1-2)、丝杠I (1-3)、丝杠II (1-4)、滑块I (1_5)、滑块II (1-6)、连杆I (1-7)、连杆II (1-8)、连接板I (1-13)、齿轮传动装置I及齿轮传动装置II，其中丝杠1(1-3)和丝杠II (1-4)平行设置于所述底板上，所述电机I (1-1)的输出端通过齿轮传动装置I与丝杠I (1-3)连接，所述电机II (1-2)的输出端通过齿轮传动装置II与丝杠II (1-4)连接；所述滑块I (1-5)和滑块II (1-6)分别与丝杠I (1-3)和丝杠II (1-4)螺纹连接，所述连杆I (1-7)的一端与滑块I (1-5)铰接，所述连杆II (1-8)的一端与滑块II (1-6)铰接，所述连杆I (1-7)和连杆II (1-8)的另一端均与连接板I (1-13)铰接，所述按摩进给机构安装于连接板1(1-13)上。
5.按权利要求4所述的 足部按摩机器人机构，其特征在于:所述二自由度按摩移动机构为两个、并对称设置于所述底板上。
6.按权利要求5所述的足部按摩机器人机构，其特征在于:所述两个二自由度按摩移动机构上对称设置的两个丝杠通过皮带传动装置传动连接，实现同步运动。
7.按权利要求1所述的足部按摩机器人机构，其特征在于:所述二自由度按摩移动机构包括电机IV(3-1)、丝杠IV(3-3)、滑块IV(3-4)、支架II (3_5)、电机V(3_6)、丝杠V (3-8)、滑块V(3-9)、滑块VI (3-11)、连接板II (1-10)、齿轮传动装置IV及齿轮传动装置V，其中电机IV(3-1)的输出端通过齿轮传动装置IV与丝杠IV(3-3)连接，所述滑块IV(3-4)与丝杠IV(3-3)螺纹连接，滑块IV(3-4)通过支架II (3_5)与丝杠V(3_8)连接；所述丝杠V (3-8)通过齿轮传动装置V与电机V (3-6)的输出端连接，丝杠V (3-8)的两端设有旋向相反的螺纹，所述滑块V(3-9)和滑块VI (3-11)分别螺纹连接于丝杠V(3-8)的两端，滑块V(3-9)和滑块VI (3-11)上均设有连接板II (1-10)，各连接板II (1-10)均连接有按摩进给机构。
【文档编号】A61H39/02GK103876926SQ201210559186
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】王洪光, 马东华, 常勇, 肖时雨, 景凤仁 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所