專利名稱：智能機械手脊骨診治裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及臨床醫(yī)學的醫(yī)療設(shè)備，特別是一種脊骨神經(jīng)診治裝置。
背景技術(shù)：
智能化的機械手在生產(chǎn)、流通領(lǐng)域里已有比較廣泛的應用，但在臨床醫(yī)學領(lǐng)域內(nèi)，仍未見應用于對病患者的檢測、診斷、治療和康復。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，牽引力過大則會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
為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種操作簡單、治療效果顯著的智能機械手脊骨診治裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種智能機械手脊骨診治裝置，包括床體和機械手，其特征在于所述的機械手由六個或六個以上的伺服電機組成，分別控制機械手的不同轉(zhuǎn)軸，機械手由數(shù)控主機控制其定位。
所述的伺服電機分別控制機械手的轉(zhuǎn)動基座、臂、肘、前腕、后腕、手六個轉(zhuǎn)軸。
所述的機械手上設(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行多角度轉(zhuǎn)動的治療床體。
所述的治療床體包括床面、動力系統(tǒng)以及數(shù)控主機，床面由萬向球相互連接，動力系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和支臂，支臂通過萬向球分別與床面底部連接，驅(qū)動裝置由數(shù)控主機控制，驅(qū)動支臂伸縮。
所述的動力系統(tǒng)為液壓式、電動式、氣動式或機械式。
本實用新型操作簡單，通過計算機實現(xiàn)人工智能控制機械手，使各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，根據(jù)設(shè)定的治療程序進行適時、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；配合可多角度轉(zhuǎn)動的治療床，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用于某一特定椎體，治療效果顯著。


圖1是本實用新型機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型治療床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
本實用新型是一種智能機械手脊骨診治裝置，包括床體和機械手。如圖1所示，機械手是一個6自由度機械手臂，它由6或7個精確的伺服電機組成，共有6個自由度，分別對應控制轉(zhuǎn)動基座1、臂2、肘3、前腕4、后腕5、手6等六個轉(zhuǎn)軸，每個轉(zhuǎn)軸可在±80度的范圍內(nèi)活動，其中肘3、前腕4、后腕5的轉(zhuǎn)動可為上下擺動。手臂的終端配備可靈活張合的機械手6，可模擬人手做非常復雜的動作。伺服電機是整個機械手系統(tǒng)的動力源，每個電機可在10度到170度的范圍內(nèi)無級定位，用戶可擴展伺服電機的數(shù)量，以訂制機械手的活動范圍。數(shù)控主機對機械手的各個自由度轉(zhuǎn)軸進行精確的定位，并可形成連續(xù)的運動，做出各種復雜動作。機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)動基座1上安裝有視覺傳感器和聽覺傳感器。
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、動力系統(tǒng)、數(shù)控主機、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萬向球19、20相互連接，萬向球19、20固定端分別固定于頭段16和尾段18，活動端固定于通過設(shè)于中段17的半圓窩囊，從而形成一個床板整體。萬向球19、20是被動式運轉(zhuǎn)，不能自主運轉(zhuǎn)。中段17由中支柱7支撐承托。動力系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和支臂11、12。支臂11、12通過萬向球13、14分別與頭段16、尾段18底部的半圓窩囊連接。驅(qū)動裝置由數(shù)控主機控制，驅(qū)動支臂11、12工作，從而帶動頭段16和尾段18以萬向球19、20為軸心進行平擺、旋轉(zhuǎn)或上下屈伸動作。驅(qū)動裝置以及數(shù)控主機置于外蓋9內(nèi)部。動力系統(tǒng)可按成本高低、精密度大小、制造難易等設(shè)置為液壓傳動系統(tǒng)、電動傳動系統(tǒng)、氣動傳動系統(tǒng)或機械傳動系統(tǒng)，又或者不使用支臂，各段床面采用萬向連接頭或鉸鏈式接頭連接，床板懸空，那么調(diào)整方向部分就在萬向連接頭或鉸鏈式接頭上。
如圖3所示，本實用新型通過電子數(shù)據(jù)傳遞聯(lián)系在一起，一個環(huán)節(jié)的輸出就是另一個環(huán)節(jié)的輸入，該控制流程包括(1)檢測環(huán)節(jié)主要是指對患者的檢測，其原理是通過傳感器、接觸器把患者的體型、體質(zhì)特征信息傳遞給數(shù)控主機。
①接觸器(原始檢測)。從實體上直接把信息或數(shù)據(jù)取出，并在介質(zhì)上記錄下來，它是通過稱重系統(tǒng)增編碼器、壓力變送器來實現(xiàn)的。
②傳感器(二次檢測)。它主要是在不同的信息系統(tǒng)之間進行的，其實質(zhì)是比原始檢測更具體。主要是對整體和局部狀態(tài)的檢測，它的關(guān)鍵問題在于兩個方面a，對人體生命體征(體溫、呼吸、心率、血壓)的檢測。
b，對病(痛)灶檢測。
這兩個檢測過程，實質(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)接收檢測環(huán)節(jié)傳遞的信息，對其進行處理，實質(zhì)上是信息加工。定位是將檢測的信息通過排序、合并、計算一直到治療模型的仿真、預測、優(yōu)化計算等，它是通過數(shù)控主機數(shù)據(jù)庫、方法主庫和模型庫這三個庫形成脊骨神經(jīng)治療決策支持子系統(tǒng)，它在治療指令發(fā)出前，對檢測數(shù)據(jù)進行“如果需要，就......”的定量分析。通過定量分析后，將作用于治療實施的液壓、機械、機械手部分，按照數(shù)據(jù)庫、方法庫和模型庫備有的程序，進行有效定位。
定位環(huán)節(jié)分為數(shù)值運算和非數(shù)值運算的兩大類。數(shù)值運算主要是對檢測數(shù)據(jù)的計算及各種檢驗，運籌學中的各種最優(yōu)化算法以及模擬預測方法等等；非數(shù)值數(shù)據(jù)處理包括排序、歸并、分類處理的各項工作。
(3)治療指令環(huán)節(jié)治療指令環(huán)節(jié)實際上是信息輸出程序。經(jīng)過解釋的定位信息，根據(jù)不同的需要，以不同形式的格式進行輸出。信息輸出的手段是定位信息與治療指令的接口，它的情況應由數(shù)據(jù)加工來決定。
治療指令是定位信息進行“如果怎樣，就......”的定性分析，這是與定環(huán)節(jié)的最大區(qū)別。自動化系統(tǒng)集成的電子模塊，即專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(EDS)，它是人工智能(AI)和數(shù)據(jù)庫(DB)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。DB技術(shù)對于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)的一種計算機程序。
自動化系統(tǒng)集成電子模塊，采用了尖端的信息自動化技術(shù)，俗稱神經(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)，可以自行識別模式和程序來治療脊骨神經(jīng)病，是方法庫的具體發(fā)揮，是由相關(guān)專業(yè)應用軟件來實現(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增量式旋轉(zhuǎn)編碼器、增量式空軸編碼器來調(diào)整液壓實現(xiàn)的。
b、治療床的機械拉力系統(tǒng)是通過編碼器、漸變式控制器來調(diào)整其適度拉力。
②治療指令與治療床機械手的接口。所謂“機械手”，其本身無思維，它是通過治療指令驅(qū)動機械手運動而作用病(痛)灶，和進行特定的治療、康復動作。
(4)對象特征環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)歸屬于檢測與定位之間環(huán)節(jié)，就是非模式信息反饋。在最初檢測時，對象特征環(huán)節(jié)就自動“對號入座”，在前面已經(jīng)提及，在此不詳述。對象特征的反映是通過感應器、傳感器及應用軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，從這個角度看，它又是特定的。
①生命體征、病(痛)灶的自動對應。
②在治療過程中自動后臺記錄患者生命體征、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)是對整個治療過程的記錄，屬于信息反饋范疇，它能夠自動錄入、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錄入存貯，其患者再次治療時就自動激活記憶，迅速進入治療環(huán)節(jié)。
②提供依據(jù)。連續(xù)記錄，為醫(yī)務人員提供分析、調(diào)整、改良依據(jù)。
③效果評價。檢測治療數(shù)據(jù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合后，療效應用軟件進行治療效果評價和進度預測。
(6)安全監(jiān)控環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)在治療過程發(fā)揮安全醫(yī)療觀察和控制。它是由應用軟件來設(shè)定模式來實現(xiàn)其功能的。在治療過程分為主動報警和被動報警。主動報警當可能病人感到不適、出現(xiàn)生命體征異常、定位不準時，該環(huán)節(jié)自動報警提示，提醒醫(yī)務人員進行調(diào)整。如果治療完成，該系統(tǒng)將自動停止治療。被動報警當病人感到不適時，用手指觸摸(或聲音激活)附設(shè)的人工報警裝置，可隨時按鈕報警提示，系統(tǒng)會立即中止治療并還原到安全位置。
權(quán)利要求1.一種智能機械手脊骨診治裝置，包括床體和機械手，其特征在于所述的機械手由六個或六個以上的伺服電機組成，分別控制機械手的不同轉(zhuǎn)軸，機械手由數(shù)控主機控制其定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的伺服電機分別控制機械手的轉(zhuǎn)動基座(1)、臂(2)、肘(3)、前腕(4)、后腕(5)、手(6)六個轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能機械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的機械手上設(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行多角度轉(zhuǎn)動的治療床體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能機械手脊骨診治裝置，其特征在于所述的治療床體包括床面、動力系統(tǒng)以及數(shù)控主機，床面由萬向球相互連接，動力系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和支臂，支臂通過萬向球分別與床面底部連接，驅(qū)動裝置由數(shù)控主機控制，驅(qū)動支臂伸縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能機械手脊骨診治裝置，其特征在于所述治療床體的動力系統(tǒng)為液壓式、電動式、氣動式或機械式。
專利摘要本實用新型公開了一種智能機械手脊骨診治裝置，包括床體和機械手，其特征在于所述的機械手由六個或六個以上的伺服電機組成，分別控制機械手的不同轉(zhuǎn)軸，機械手由數(shù)控主機控制其定位。本實用新型操作簡單，通過計算機實現(xiàn)人工智能控制，使各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，根據(jù)設(shè)定的治療程序進行適時、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；再配合可多角度轉(zhuǎn)動的治療床，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用于某一特定椎體，治療效果顯著。
文檔編號A61B19/00GK2706142SQ20042001457
公開日2005年6月29日 申請日期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 申請人:陳星廣