本发明涉及电疗设备,特别涉及一种基于双电极按摩头的末端按摩装置及按摩机器人。
背景技术:
1、按摩被认为是一种促进肌肉放松和帮助预防职业病的有效手段,它作为一个非药物性治疗手段,十分受到大众的欢迎。然而按摩是一个费时费力且乏味的过程,随着康复医学和机器人技术的不断发展和进步,按摩康复机器人作为一种新兴的辅助康复工具正在逐渐受到重视。这类机器人能够有效的减少医护人员的工作负担,取代按摩治疗师完成按摩任务。
2、在现在市面上还没有出现将电疗按摩和机器人相结合的研究,电疗具有广泛的治疗适应症,它已经被证实可以有效进行肌肉放松和进行肌肉的镇痛。传统的物理按摩对机器人的控制要求很高,按压接触力直接影响按摩效果。按压力过小,康复效果不明显,按压力过大,会给用户带来不舒适的体验,甚至造成伤害。
3、现有的物理按摩末端装置多种多样,大多都是基于一种特定的按摩手法进行设计,有很大的局限性。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于双电极按摩头的末端按摩装置及按摩机器人,以解决背景技术所提到的技术问题。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
3、本发明提供了一种基于双电极按摩头的末端按摩装置,包括:
4、张合机构,包括上壳体、顶部安装在上壳体内的两个连接座以及安装在两个连接座上的张合组件;
5、两个力传感器,分别转动连接在两个连接座的底部,两个力传感器的顶部与张合组件连接;
6、两个按摩头机构,分别安装在两个力传感器上,以通过张合组件调节两个按摩头机构的倾角;按摩头机构包括搭载组件和电极按摩头,电极按摩头活动连接在搭载组件内,以使电极按摩头能根据人体背部轮廓实时调整姿态。
7、进一步地,所述末端按摩装置还包括深度相机,深度相机安装在上壳体上,用于采集人体背部图像。
8、进一步地,所述张合组件包括:
9、两个扇形齿轮,分别转动连接在两个连接座的顶部;
10、中间齿轮,转动连接在两个扇形齿轮之间;
11、驱动电机,安装在上壳体上;
12、传动齿轮,固定安装在驱动电机的输出轴上,传动齿轮与其中一个扇形齿轮直接啮合;且传动齿轮通过中间齿轮与另一个扇形齿轮传动连接;
13、两个连接块,分别横向固定连接在力传感器的顶部;
14、两根活动杆,顶部分别转动连接在两个扇形齿轮的底部,底部分别转动连接在两个连接块上。
15、进一步地,所述张合机构还包括安装在上壳体内的编码器,编码器与驱动电机电连接,用于检测驱动电机的旋转角度。
16、进一步地,两个所述连接座、两个扇形齿轮、两个连接块以及两根活动杆均分别沿左右方向对称设置,且左右方向同一侧的连接座、扇形齿轮、连接块以及活动杆构成一个两对边平行的四边形结构或者两对边不平行的四边形结构。
17、进一步地,所述四边形结构中的连接块和横向平面的夹角为σ;张合机构的最大张合角度为θ,最大张合角度θ越大,则夹角σ越大。
18、进一步地,所述末端按摩装置还包括两个第一下壳体,两个第一下壳体分别安装在两个第一下壳体的底部,且两个力传感器分别布设在两个第一下壳体内。
19、进一步地,所述搭载组件包括:
20、连接环,固定安装在其中一个力传感器上;
21、第一内环,通过两根共线的第一转轴转动连接在连接环的内侧;
22、第二内环,通过两根共线的第二转轴转动连接在第二内环的内侧,第一转轴和第二转轴垂直;电极按摩头安装在第二内环的内侧。
23、进一步地,所述电极按摩头沿第二内环的中轴线方向与第二内环的内壁留有设定间隙,以使电极按摩头沿第二内环的中轴线方向滑动设置在第二内环内。
24、进一步地,所述搭载组件还包括拉簧,拉簧布设在电极按摩头和第二内环内壁之间的间隙内,拉簧顶部与电极按摩头固定连接,底部与第二内环内壁固定连接。
25、进一步地,所述按摩头机构还包括第二下壳体,第二下壳体套装在连接环上,电极按摩头布设在第二下壳体的内侧。
26、本发明另一方面还提供了一种基于双电机按摩头的按摩机器人,包括末端按摩装置以及机器人控制箱、电疗仪主机;
27、机器人控制箱装有用于对按摩机器人进行控制的运动控制模块,运动控制模块包括阻抗控制器、与阻抗控制器电连接的机械臂运动控制器、与机械臂运动控制器电连接的机械臂本体;
28、电疗仪主机布设在机器人控制箱上,并与末端按摩装置内的两个电极按摩头电连接;
29、末端按摩装置安装在机械臂本体上,以通过机械臂本体实现末端按摩装置多自由度运动。
30、本发明的有益效果:
31、1、末端按摩装置上的按摩头机构包括搭载组件和电极按摩头,相对传统的按摩头机构,本发明中的电极按摩头在搭载组件内存在三个被动自由度,分别是电极按摩头在搭载组件内的两个相垂直方向上的被动旋转自由度,以及电极按摩头在搭载组件的间隙内的滑动自由度,即接触法向量方向的被动自由度;该设计增加了电极按摩头与人体背部接触过程中的柔顺性,使得电极按摩头可与用户背部更好的接触。
32、此外,本发明还提供了一种张合机构,通过张合机构可驱动两个电极按摩头摆动,以使电极按摩头能根据人体背部轮廓实时调整姿态。
33、2、本发明提供的按摩机器人,首次将电疗按摩与机器人技术相结合,实现了硬件设备的高质量集成,且按摩机器人的智能化程度更高,可根据用户背部自动生成按摩路径。
1.一种基于双电极按摩头的末端按摩装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的末端按摩装置,其特征在于,还包括深度相机(34),深度相机(34)安装在上壳体(311)上,用于采集人体背部图像。
3.根据权利要求1所述的末端按摩装置,其特征在于,所述张合组件(313)包括:
4.根据权利要求3所述的末端按摩装置,其特征在于,所述张合机构(31)还包括安装在上壳体(311)内的编码器(314),编码器(314)与驱动电机(3133)电连接,用于检测驱动电机(3133)的旋转角度。
5.根据权利要求3所述的末端按摩装置,其特征在于,两个所述连接座(312)、两个扇形齿轮(3131)、两个连接块(3135)以及两根活动杆(3136)均分别沿左右方向对称设置,且左右方向同一侧的连接座(312)、扇形齿轮(3131)、连接块(3135)以及活动杆(3136)构成一个两对边平行的四边形结构或者两对边不平行的四边形结构。
6.根据权利要求5所述的末端按摩装置,其特征在于,所述四边形结构中的连接块(3135)和横向平面的夹角为σ;张合机构(31)的最大张合角度为θ,最大张合角度θ越大,则夹角σ越大。
7.根据权利要求1所述的末端按摩装置,其特征在于,所述搭载组件(331)包括:
8.根据权利要求7所述的末端按摩装置,其特征在于,所述电极按摩头(332)沿第二内环的中轴线方向与第二内环的内壁留有设定间隙,以使电极按摩头(332)沿第二内环的中轴线方向滑动设置在第二内环内。
9.根据权利要求8所述的末端按摩装置,其特征在于,所述搭载组件(331)还包括拉簧,拉簧布设在电极按摩头(332)和第二内环内壁之间的间隙内,拉簧顶部与电极按摩头(332)固定连接,底部与第二内环内壁固定连接。
10.一种基于双电机按摩头的按摩机器人,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的末端按摩装置(3)以及机器人控制箱(1)、电疗仪主机(2);
