專(zhuān)利名稱(chēng)：智能機(jī)械手脊骨診治裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及臨床醫(yī)學(xué)的醫(yī)療設(shè)備，特別是一種脊骨神經(jīng)診治裝置。
背景技術(shù)：
智能化的機(jī)械手在生產(chǎn)、流通領(lǐng)域里已有比較廣泛的應(yīng)用，但在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，仍未見(jiàn)應(yīng)用于對(duì)病患者的檢測(cè)、診斷、治療和康復(fù)。而目前的治療床或牽引床一般只能作水平面的牽拉，不能集中牽引力于單一椎椎體，更不能做減壓治療，其作用力被均勻地分布在被牽引的區(qū)域內(nèi)的所有椎體上，因此不論健康的椎體還是發(fā)生病變的椎體各部位都要承受相同的牽引力，牽引力過(guò)大則會(huì)使原本健康的椎體受損，而牽引力小則治療效果不理想，因此難以操控。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種操作簡(jiǎn)單、治療效果顯著的智能機(jī)械手脊骨診治裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種智能機(jī)械手脊骨診治裝置，包括床體和機(jī)械手，其特征在于所述的機(jī)械手由六個(gè)或六個(gè)以上的伺服電機(jī)組成，分別控制機(jī)械手的不同轉(zhuǎn)軸，機(jī)械手由數(shù)控主機(jī)控制其定位。
所述的伺服電機(jī)分別控制機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)基座、臂、肘、前腕、后腕、手六個(gè)轉(zhuǎn)軸。
所述的機(jī)械手上設(shè)置有接觸器和傳感器。
所述的床體為普通床體或由兩段或兩段以上的床面組成的且床面可進(jìn)行多角度轉(zhuǎn)動(dòng)的治療床體。
所述的治療床體包括床面、動(dòng)力系統(tǒng)以及數(shù)控主機(jī)，床面由萬(wàn)向球相互連接，動(dòng)力系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和支臂，支臂通過(guò)萬(wàn)向球分別與床面底部連接，驅(qū)動(dòng)裝置由數(shù)控主機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)支臂伸縮。
所述的動(dòng)力系統(tǒng)為液壓式、電動(dòng)式、氣動(dòng)式或機(jī)械式。
本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人工智能控制機(jī)械手，使各個(gè)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，根據(jù)設(shè)定的治療程序進(jìn)行適時(shí)、適量地調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的基本資源，配合(或不用)一般診療床可做人體脊椎，骨骼，關(guān)節(jié)及其附屬組織的檢查，診斷，治療和康復(fù)；配合可多角度轉(zhuǎn)動(dòng)的治療床，可做腰椎和頸椎的減壓治療，并能做胸椎牽引，將減壓牽引力和所需角度應(yīng)用于某一特定椎體，治療效果顯著。


圖1是本實(shí)用新型機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型治療床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是一種智能機(jī)械手脊骨診治裝置，包括床體和機(jī)械手。如圖1所示，機(jī)械手是一個(gè)6自由度機(jī)械手臂，它由6或7個(gè)精確的伺服電機(jī)組成，共有6個(gè)自由度，分別對(duì)應(yīng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)基座1、臂2、肘3、前腕4、后腕5、手6等六個(gè)轉(zhuǎn)軸，每個(gè)轉(zhuǎn)軸可在±80度的范圍內(nèi)活動(dòng)，其中肘3、前腕4、后腕5的轉(zhuǎn)動(dòng)可為上下擺動(dòng)。手臂的終端配備可靈活張合的機(jī)械手6，可模擬人手做非常復(fù)雜的動(dòng)作。伺服電機(jī)是整個(gè)機(jī)械手系統(tǒng)的動(dòng)力源，每個(gè)電機(jī)可在10度到170度的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)定位，用戶(hù)可擴(kuò)展伺服電機(jī)的數(shù)量，以訂制機(jī)械手的活動(dòng)范圍。數(shù)控主機(jī)對(duì)機(jī)械手的各個(gè)自由度轉(zhuǎn)軸進(jìn)行精確的定位，并可形成連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，做出各種復(fù)雜動(dòng)作。機(jī)械手用鋁合金材料做架構(gòu)和外殼，手6外層由橡膠包裹，在手腕5配置六軸傳感器，在手6的手指和手掌位置覆蓋分布型傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)基座1上安裝有視覺(jué)傳感器和聽(tīng)覺(jué)傳感器。
床體可為普通床體或者治療床體。如圖2所示，治療床體包括床面、動(dòng)力系統(tǒng)、數(shù)控主機(jī)、底座8以及外蓋9。床面包括兩段或兩段以上，一般為三(或四)段大小不同的床面，分別為頭段16、中段17和尾段18，床面與床面之間通過(guò)萬(wàn)向球19、20相互連接，萬(wàn)向球19、20固定端分別固定于頭段16和尾段18，活動(dòng)端固定于通過(guò)設(shè)于中段17的半圓窩囊，從而形成一個(gè)床板整體。萬(wàn)向球19、20是被動(dòng)式運(yùn)轉(zhuǎn)，不能自主運(yùn)轉(zhuǎn)。中段17由中支柱7支撐承托。動(dòng)力系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和支臂11、12。支臂11、12通過(guò)萬(wàn)向球13、14分別與頭段16、尾段18底部的半圓窩囊連接。驅(qū)動(dòng)裝置由數(shù)控主機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)支臂11、12工作，從而帶動(dòng)頭段16和尾段18以萬(wàn)向球19、20為軸心進(jìn)行平擺、旋轉(zhuǎn)或上下屈伸動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)裝置以及數(shù)控主機(jī)置于外蓋9內(nèi)部。動(dòng)力系統(tǒng)可按成本高低、精密度大小、制造難易等設(shè)置為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)或機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，又或者不使用支臂，各段床面采用萬(wàn)向連接頭或鉸鏈?zhǔn)浇宇^連接，床板懸空，那么調(diào)整方向部分就在萬(wàn)向連接頭或鉸鏈?zhǔn)浇宇^上。
如圖3所示，本實(shí)用新型通過(guò)電子數(shù)據(jù)傳遞聯(lián)系在一起，一個(gè)環(huán)節(jié)的輸出就是另一個(gè)環(huán)節(jié)的輸入，該控制流程包括(1)檢測(cè)環(huán)節(jié)主要是指對(duì)患者的檢測(cè)，其原理是通過(guò)傳感器、接觸器把患者的體型、體質(zhì)特征信息傳遞給數(shù)控主機(jī)。
①接觸器(原始檢測(cè))。從實(shí)體上直接把信息或數(shù)據(jù)取出，并在介質(zhì)上記錄下來(lái)，它是通過(guò)稱(chēng)重系統(tǒng)增編碼器、壓力變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
②傳感器(二次檢測(cè))。它主要是在不同的信息系統(tǒng)之間進(jìn)行的，其實(shí)質(zhì)是比原始檢測(cè)更具體。主要是對(duì)整體和局部狀態(tài)的檢測(cè)，它的關(guān)鍵問(wèn)題在于兩個(gè)方面a，對(duì)人體生命體征(體溫、呼吸、心率、血壓)的檢測(cè)。
b，對(duì)病(痛)灶檢測(cè)。
這兩個(gè)檢測(cè)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是有目的選取或抽取所需信息和正確解釋所得到的信息。
(2)定位(診斷)環(huán)節(jié)定位環(huán)節(jié)接收檢測(cè)環(huán)節(jié)傳遞的信息，對(duì)其進(jìn)行處理，實(shí)質(zhì)上是信息加工。定位是將檢測(cè)的信息通過(guò)排序、合并、計(jì)算一直到治療模型的仿真、預(yù)測(cè)、優(yōu)化計(jì)算等，它是通過(guò)數(shù)控主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)、方法主庫(kù)和模型庫(kù)這三個(gè)庫(kù)形成脊骨神經(jīng)治療決策支持子系統(tǒng)，它在治療指令發(fā)出前，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行“如果需要，就......”的定量分析。通過(guò)定量分析后，將作用于治療實(shí)施的液壓、機(jī)械、機(jī)械手部分，按照數(shù)據(jù)庫(kù)、方法庫(kù)和模型庫(kù)備有的程序，進(jìn)行有效定位。
定位環(huán)節(jié)分為數(shù)值運(yùn)算和非數(shù)值運(yùn)算的兩大類(lèi)。數(shù)值運(yùn)算主要是對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算及各種檢驗(yàn)，運(yùn)籌學(xué)中的各種最優(yōu)化算法以及模擬預(yù)測(cè)方法等等；非數(shù)值數(shù)據(jù)處理包括排序、歸并、分類(lèi)處理的各項(xiàng)工作。
(3)治療指令環(huán)節(jié)治療指令環(huán)節(jié)實(shí)際上是信息輸出程序。經(jīng)過(guò)解釋的定位信息，根據(jù)不同的需要，以不同形式的格式進(jìn)行輸出。信息輸出的手段是定位信息與治療指令的接口，它的情況應(yīng)由數(shù)據(jù)加工來(lái)決定。
治療指令是定位信息進(jìn)行“如果怎樣，就......”的定性分析，這是與定環(huán)節(jié)的最大區(qū)別。自動(dòng)化系統(tǒng)集成的電子模塊，即專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(EDS)，它是人工智能(AI)和數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。DB技術(shù)對(duì)于AI的主要作用在于提高了AI系統(tǒng)。尤其是提高AI技術(shù)和DB為基礎(chǔ)的信息推理能力。它是管理和存取大量共享信息、數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)程序。
自動(dòng)化系統(tǒng)集成電子模塊，采用了尖端的信息自動(dòng)化技術(shù)，俗稱(chēng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是以人腦為模型，由互相聯(lián)結(jié)的單元組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以自行識(shí)別模式和程序來(lái)治療脊骨神經(jīng)病，是方法庫(kù)的具體發(fā)揮，是由相關(guān)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
①治療指令與治療床液壓系統(tǒng)的接口a、治療床的角度和升降是通過(guò)增量式旋轉(zhuǎn)編碼器、增量式空軸編碼器來(lái)調(diào)整液壓實(shí)現(xiàn)的。
b、治療床的機(jī)械拉力系統(tǒng)是通過(guò)編碼器、漸變式控制器來(lái)調(diào)整其適度拉力。
②治療指令與治療床機(jī)械手的接口。所謂“機(jī)械手”，其本身無(wú)思維，它是通過(guò)治療指令驅(qū)動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)而作用病(痛)灶，和進(jìn)行特定的治療、康復(fù)動(dòng)作。
(4)對(duì)象特征環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)歸屬于檢測(cè)與定位之間環(huán)節(jié)，就是非模式信息反饋。在最初檢測(cè)時(shí)，對(duì)象特征環(huán)節(jié)就自動(dòng)“對(duì)號(hào)入座”，在前面已經(jīng)提及，在此不詳述。對(duì)象特征的反映是通過(guò)感應(yīng)器、傳感器及應(yīng)用軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從這個(gè)角度看，它又是特定的。
①生命體征、病(痛)灶的自動(dòng)對(duì)應(yīng)。
②在治療過(guò)程中自動(dòng)后臺(tái)記錄患者生命體征、病(痛)灶的變化情況，為治療數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)提供信息。
(5)治療數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)是對(duì)整個(gè)治療過(guò)程的記錄，屬于信息反饋范疇，它能夠自動(dòng)錄入、存貯和打印。它包括患者基本情況、體型、體質(zhì)、生命體征、病(痛)灶、力度、手法效果。
①激活記憶。由于原治療信息已自動(dòng)錄入存貯，其患者再次治療時(shí)就自動(dòng)激活記憶，迅速進(jìn)入治療環(huán)節(jié)。
②提供依據(jù)。連續(xù)記錄，為醫(yī)務(wù)人員提供分析、調(diào)整、改良依據(jù)。
③效果評(píng)價(jià)。檢測(cè)治療數(shù)據(jù)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合后，療效應(yīng)用軟件進(jìn)行治療效果評(píng)價(jià)和進(jìn)度預(yù)測(cè)。
(6)安全監(jiān)控環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)在治療過(guò)程發(fā)揮安全醫(yī)療觀察和控制。它是由應(yīng)用軟件來(lái)設(shè)定模式來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的。在治療過(guò)程分為主動(dòng)報(bào)警和被動(dòng)報(bào)警。主動(dòng)報(bào)警當(dāng)可能病人感到不適、出現(xiàn)生命體征異常、定位不準(zhǔn)時(shí)，該環(huán)節(jié)自動(dòng)報(bào)警提示，提醒醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行調(diào)整。如果治療完成，該系統(tǒng)將自動(dòng)停止治療。被動(dòng)報(bào)警當(dāng)病人感到不適時(shí)，用手指觸摸(或聲音激活)附設(shè)的人工報(bào)警裝置，可隨時(shí)按鈕報(bào)警提示，系統(tǒng)會(huì)立即中止治療并還原到安全位置。
權(quán)利要求1.一種智能機(jī)械手脊骨診治裝置，包括床體和機(jī)械手，其特征在于所述的機(jī)械手由六個(gè)或六個(gè)以上的伺服電機(jī)組成，分別控制機(jī)械手的不同轉(zhuǎn)軸，機(jī)械手由數(shù)控主機(jī)控制其定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的伺服電機(jī)分別控制機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)基座(1)、臂(2)、肘(3)、前腕(4)、后腕(5)、手(6)六個(gè)轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的機(jī)械手上設(shè)置有接觸器和傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機(jī)械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的床體為普通床體或由兩段或兩段以上的床面組成的且床面可進(jìn)行多角度轉(zhuǎn)動(dòng)的治療床體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機(jī)械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的治療床體包括床面、動(dòng)力系統(tǒng)以及數(shù)控主機(jī)，床面由萬(wàn)向球相互連接，動(dòng)力系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和支臂，支臂通過(guò)萬(wàn)向球分別與床面底部連接，驅(qū)動(dòng)裝置由數(shù)控主機(jī)控制，驅(qū)動(dòng)支臂伸縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能機(jī)械手脊骨診治裝置，其特征在于所述治療床體的動(dòng)力系統(tǒng)為液壓式、電動(dòng)式、氣動(dòng)式或機(jī)械式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能機(jī)械手脊骨診治裝置，包括床體和機(jī)械手，其特征在于所述的機(jī)械手由六個(gè)或六個(gè)以上的伺服電機(jī)組成，分別控制機(jī)械手的不同轉(zhuǎn)軸，機(jī)械手由數(shù)控主機(jī)控制其定位。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人工智能控制，使各個(gè)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，根據(jù)設(shè)定的治療程序進(jìn)行適時(shí)、適量地調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的基本資源，可做人體脊椎，骨骼，關(guān)節(jié)及其附屬組織的檢查，診斷，治療和康復(fù)；再配合可多角度轉(zhuǎn)動(dòng)的治療床，可做腰椎和頸椎的減壓治療，并能做胸椎牽引，將減壓牽引力和所需角度應(yīng)用于某一特定椎體，治療效果顯著。
文檔編號(hào)A61B19/00GK2706142SQ20042001457
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者陳星廣 申請(qǐng)人:陳星廣