7)通过视觉识别与控制系统获得重构的待治疗区域的曲面信息和治疗要求，初步设定治疗仪激光探头的运动轨迹；同时根据测距装置实时测定激光探头与治疗点的距离信息，及时做出位置调整；所述测距装置为了提高测距精度可以选用至少一个测距仪对同一位置进行测距，取其平均值作为测量值；本发明优选两个相位式激光测距仪进行测距，取两者平均值作为最终测量值；
8)为了提高皮肤激光治疗仪辅助机器人的安全性，在治疗仪激光探头前端设置安全装置；所述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种的混合使用；本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器，当其接触到人体皮肤并存在一定接触压力时，如果该压力超过限定值，它将信息传递至计算机，从而控制精确定位移动机器人的急停；可以有效地避免设备及治疗仪激光探头在运动过程中对人体造成意外伤害；
9)作为另一种多自由度机械臂式移动机器人，通过特定的算法，对多自由度机械臂式移动机器人的末端执行装置的运动轨迹进行规划，通过末端执行装置驱动治疗仪激光探头的运动；机械臂起始端与支座采用导轨连接；
10)在进行皮肤治疗过程中，若患者有多处不同部位需要治疗，可采用至少两个多自由度机械臂式移动机器人对其同时进行治疗，有效地的提高了治疗效率。
【主权项】
1.一种皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制系统、测距装置和安全装置；所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端，测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面，视觉识别与控制系统的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面，安全装置安装于治疗仪激光探头的前端；测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制系统的输入端，而视觉识别与控制系统的输出端连接并控制精确定位移动机器人。2.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，所述的精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人；本发明优选龙门式移动机器人。3.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，所述视觉识别与控制系统，包括CMOS探头、图像采集卡和电子计算机，CMOS探头采集治疗区域的图像和边界位置信息，电子计算机对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储，CMOS探头通过图像采集卡与电子计算机相连。4.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，所述的测距装置采用激光测距仪、超声波测距仪、电容式测距仪、红外测距仪的一种或多种混合使用。5.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，所述的安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种使用；本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器；当电容式传感器或压阻式传感器接触到人体皮肤并存在一定接触压力时，传感器将信息传递至电子计算机，从而控制精确定位移动机器人的急停。6.根据权利要求1所述的皮肤激光治疗辅助机器人，其特征在于，所述的龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接，龙门式移动机器人沿着导轨自由滑动，龙门式移动机器人由XYZ轴移动平台及绕X轴和Y轴旋转的机械臂组成；机械臂的动作通过数字控制技术由五轴插补联动实现；所述的XYZ轴移动平台能沿着X、Y、Z轴移动，XYZ轴移动平台由底座、滑台、滚珠丝杠、导柱、步进电机组成，XYZ轴移动平台的直线运动由混合式精密步进电机驱动滚珠丝杠、滚珠丝杠再驱动XYZ轴移动平台来实现，连接于XYZ轴移动平台上的机械臂绕X轴和Y轴旋转均由步进电机驱动，上述混合式精密步进电机和步进电机均由电子计算机输出控制。7.一种皮肤激光治疗辅助机器人的辅助方法，其特征在于，包括: 1)所述皮肤激光治疗辅助机器人，包括精确定位移动机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制系统、测距装置和安全装置；所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端，测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面，视觉识别与控制系统的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面，安全装置安装于治疗仪激光探头的前端；测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制系统的输入端，而视觉识别与控制系统的输出端连接并控制精确定位移动机器人； 2)所述精确定位移动机器人采用多自由度机械臂式移动机器人或龙门式移动机器人，本发明优选龙门式移动机器人，龙门式移动机器人与病床采用导轨式连接，龙门式移动机器人可沿着导轨自由滑动；人工通过肉眼对治疗区域进行初步定位，然后将龙门式移动机器人移动至相应位置； 3)龙门式移动机器人配置的视觉识别与控制系统，包括CMOS探头、图像采集卡、电子计算机；其中CMOS探头置于治疗仪激光探头的侧面，CMOS探头用于获取待治疗区域的图像和边界位置信息，电子计算机用于对CMOS探头所采集的信息进行处理和存储；CM0S探头通过图像采集卡与计算机相连； 4)准确获得待治疗区域的边界信息，视觉识别与控制系统基于图像灰度信息自由曲面图像重构技术，根据CMOS探头采集的图像，对待治疗区域的曲面进行组织重构，获得待治疗区域的准确边界信息和曲面上任意点的位置信息；视觉识别与控制系统对待治疗区域的边界信息的准确提取； 5)为了使得激光探头的光路与待治疗靶部位的法矢重合，以保证较好的治疗效果；视觉识别与控制系统，通过CMOS探头获取待治疗点和相邻不同两点的位置信息，通过电子计算机处理获得治疗点与相邻两点构成微小平面的法矢位置信息，并自动存储该法矢位置信息；计算机通过五轴联动控制卡控制精确定位移动机器人的运动，驱动治疗仪激光探头运动，使得治疗仪激光探头的光路与该法矢重合； 6)激光对皮肤治疗的效果很大程度取决于治疗仪激光探头与治疗点的距离，为了保证较好的治疗效果，需维持激光探头与治疗点恒定的距离； 7)通过视觉识别与控制系统获得重构的待治疗区域的曲面信息和治疗要求，初步设定治疗仪激光探头的运动轨迹；同时根据测距装置实时测定激光探头与治疗点的距离信息，及时做出位置调整；所述测距装置为了提高测距精度可以选用至少一个测距仪对同一位置进行测距，取其平均值作为测量值；本发明优选两个相位式激光测距仪进行测距，取两者平均值作为最终测量值； 8)为了提高皮肤激光治疗仪辅助机器人的安全性，在治疗仪激光探头前端设置安全装置；所述安全装置为电容式传感器、压阻式传感器的一种或两种的混合使用；本发明优选压阻式传感器作为安全装置传感器，当其接触到人体皮肤并存在一定接触压力时，如果该压力超过限定值，它将信息传递至计算机，从而控制精确定位移动机器人的急停；可以有效地避免设备及治疗仪激光探头在运动过程中对人体造成意外伤害； 9)作为另一种多自由度机械臂式移动机器人，通过特定的算法，对多自由度机械臂式移动机器人的末端执行装置的运动轨迹进行规划，通过末端执行装置驱动治疗仪激光探头的运动；机械臂起始端与支座采用导轨连接； 10)在进行皮肤治疗过程中，若患者有多处不同部位需要治疗，可采用至少两个多自由度机械臂式移动机器人对其同时进行治疗，有效地的提高了治疗效率。
【专利摘要】一种皮肤激光治疗辅助机器人及其辅助方法，包括精确定位移动机机器人、治疗仪激光探头、视觉识别与控制系统、测距装置和安全装置；所述的治疗仪激光探头安装于精确定位移动机器人的机械臂末位前端，测距装置安装于治疗仪激光探头的侧面，视觉识别与控制系统的CMOS探头安装于治疗仪激光探头的另一侧面，安全装置安装于治疗仪激光探头前端；测距装置输出的测量值和安全装置输出的传感信号都连接至视觉识别与控制系统的输入端，而视觉识别与控制系统的输出连接并控制精确定位移动机器人。本发明由精确定位移动机器人，取代人工操作皮肤激光治疗仪，具有自动化程度高，定位、运动精准等优势，保证了高疗效、高效率、安全可靠的皮肤激光治疗。
【IPC分类】B25J13/08, A61B34/30, A61N5/067
【公开号】CN105288865
【申请号】CN201510757714
【发明人】康健, 黄进华, 陈翔, 毕志刚, 涂亚庭, 陈静, 宋相志, 柳岸, 黄利华, 熊力, 陈小强, 陈爱军, 朱里, 蔡丽敏, 纪超, 肖哲鹏, 李炯, 林锦雯, 陈学彦
【申请人】康健
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月10日