[发明专利]一种背部按摩机械手、智能背部按摩机器人及其轨迹确定方法

说明书

本发明公开了一种背部按摩机械手、智能背部按摩机器人及其按摩方法，机械臂将按摩滚珠装置、精油针筒和背部区域检测系统集成于一体，按摩移动过程能够实现六个自由度的灵活旋转运动，按摩滚珠装置接触人体皮肤，协同机械臂的均匀力控功能，使得机械臂能够模拟中医按摩手法对人体背部进行柔性按摩；变频微型气泵精确控制精油输出量，不伤害肌肤，对人体起到生发阳气、放松肌肉、舒筋活血及经脉畅通等理疗效果；背部区域检测系统借助机器视觉检测技术检测识别待按摩者的背部区域及其尺寸，检测精度和检测效率较高，使得机械臂能够根据不同体型的按摩者的背部区域进行相应按摩范围的放大或缩小，实现对不同体型人群起到定制化按摩效果。

技术领域

本发明涉及按摩机械手的技术领域，尤其一种背部按摩机械手、智能背部按摩机器人及其按摩方法。

背景技术

按摩是具有中医特色的传统而古老的疗法之一，随着人工智能行业的快速发展，机器人代替人工按摩成为了当下研究的热点。近些年，虽然市场上出现了很多按摩器械，如按摩椅和按摩床，但是按摩椅和按摩床均为被动型，按摩方式均为从下往上用力，被按摩者依靠自身的体重实施按摩，需要被按摩者调整自身肌肉去寻找按摩压力点，被按摩部位处于自身体重的压迫之下，无法放松地接受按摩；另外，传统的按摩椅和按摩床按摩手法单一，不能完成模仿中医的按摩动作，一般达不到治疗效果；现有的按摩机器人，如申请号CN202220014150.8，专利名称为一种机械臂及按摩机器人的专利，虽然公开了机械臂上设置深度相机，用于拍摄目标对象以获取与所述目标对象的相对位置信息，但是其不能根据不同的按摩对象精确识别按摩穴位和按摩区域，无法实现对不同体型的使用者做到精准定位、标准统一地按摩，存在规划路径效率低或者路径偏差大等问题，同时其智能化程度较低，存在机械力度难以掌握，振动频率不易控制，大多数难以达到高水平按摩师的效果。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出一种背部按摩机械手、智能背部按摩机器人及其按摩方法,既解决了无法实现对不同体型的使用者做到精准定位、标准统一地按摩、存在规划路径效率低或者路径偏差大等问题，又可实现全按摩过程高度模拟中医按摩手法，智能化控制各参数功能，能够替代人工实施质量一致化按摩。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

本发明第一方面是提供一种背部按摩机械手，包括控制箱、机械臂和背部区域检测系统，机械臂设置于控制箱的上方，机械臂的末端臂节的端部安装有按摩滚珠装置，精油针筒连接于按摩滚珠装置的一侧，用于向按摩滚珠装置供给精油；精油针筒内压力由用于控制精油输出量的变频微型气泵控制，变频微型气泵与控制箱内的PLC控制器电连接；背部区域检测系统包括安装在机械臂的一侧的深度相机和图像采集处理单元，深度相机用于对待按摩者背部进行拍照，图像采集处理单元用于将拍照图像根据形状检测函数检测出标定板尺寸，并将图像坐标转换为实际机器人坐标，根据标定板实际尺寸与像素数的比例关系计算待按摩者背部区域尺寸。

一种可能的技术方案中，所述按摩滚珠装置的按摩头内设有闭环控制的加热器和温度传感器，所述加热器与控制箱内部的温控器电连接，温度传感器、温控器与所述PLC控制器电信号连接。

一种可能的技术方案中，所述按摩滚珠装置内部设置有压力检测片，用于测定滚珠的按摩压力，压力检测片与压力传感器电信号连接，压力传感器与所述PLC控制器电信号连接。

一种可能的技术方案中，所述控制箱的底部周侧设有LED灯条，内部设有LED控制板，LED控制板与所述PLC控制器电信号连接。

本发明第二方面提供一种智能背部按摩机器人，包括计算机和任一项上述的背部按摩机械手，计算机设置智能终端系统根据实际机器人坐标内待按摩者背部区域位置和尺寸精准识别人体穴位并计算按摩轨迹，并输出控制机械臂执行按摩过程。

上述技术方案中，所述计算机设置触控显示器，用于显示或控制按摩过程中动作按钮以及运行参数。

本发明第三方面提供一种智能背部按摩机器人的按摩方法，包括以下按顺序执行的操作步骤：