一种用于机械臂末端的针灸穿刺装置

技术领域

本发明涉及一种用于机械臂末端的针灸穿刺装置，属于医疗器材设备技术领域。

背景技术

针灸是一种源自中国的古老医学手段，是中国宝贵的医学财富。针灸医师按照中医学原理，辩证施治，通过对人体穴位、经络进行特殊刺激达到治疗疾病的目的，整个过程不需要药物制剂，对于患者副作用小见效快。针灸一般分为针法和灸法，本发明主要涉及针法，即使用针灸针刺入特定穴位配合针灸医师提拉捻转的手法达到疏通经脉治疗疾病的目的。

随着人工智能，智能制造的飞速发展，对针灸机器人的研究逐渐兴起，但是目前一般的针灸机器人结构冗杂，体积庞大，灵活性不强，无法满足针灸医生的需要，很难实际投入使用；另外针灸过程中，医生需要反复多次施针，并且每次施针都需要提拉捻转的手法，因此需要针灸机器人全面的模拟医生的操作手法，才能符合实际临床使用的要求。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种用于机械臂末端的针灸穿刺装置，用于安装在UR机械臂末端，使用者能够基于UR机械臂的操作平台，便捷的进行自动化针灸操作，减轻了针灸医生反复施针的体力消耗；波浪形提拉导轨的设计，在很大程度上模仿了针灸医生提拉捻转的操作，穿刺装置夹持针体同时完成旋转与上下往复移动，柔和的提拉手法能够提高患者的舒适性；进给滑轨采用螺旋状设计，使用单电机驱动，完成针灸针的旋转运动、直线运动及直线往复运动，使该装置整体结构紧凑、进针精准、体积小、质量轻，更加符合实际临床应用的要求。

本发明的技术方案是：一种用于机械臂末端的针灸穿刺装置，其组成包括：法兰(1)、底座(2)、大齿轮(3)、夹持节(4)、外壳(5)、进给滑轨(6)、夹持磁铁(7)、连接节(8)、夹紧节(9)、针灸针(10)、引导节(11)、前弹簧(12)、夹爪(13)、后弹簧(14)、电磁铁(15)、小齿轮(16)、提拉导轨(17)、电机(18)；其特征在于所述的引导节(11)为弹性材料，所述的夹紧节(9)与所述的连接节(8)的内部通孔滑动连接，连接节(8)通过尾部的螺纹与所述的夹持节(4)固定连接，所述的夹持节(4)内部设有滑轨与所述的夹爪(13)滑动连接，夹持节(4)外表面与进给滑轨(6)内部滑动连接，所述的进给滑轨(6)与外壳(5)内部通孔滑动连接，夹持节(4)内部设有两个通孔，与提拉导轨(17)前端的两个可分离导轨滑动连接，所述的提拉导轨(17)尾部与底座(2)中心设有的通孔通过过盈配合固定连接，所述的底座(2)设有通孔，通过螺钉固定在法兰(1)上，所述的法兰(1)设有与UR机械臂相匹配的通孔，通过螺栓与UR机械臂固定连接。

作为优选，所述的夹持节(4)尾部设有两个凹槽，所述的电磁铁(15)分别左右对称固定在凹槽内部，当电磁铁(15)通电固定，其上端凸点与进给滑轨(6)内部螺旋状滑轨滑动连接，所述的电机(18)通过齿轮传动驱动进给滑轨(6)旋转运动，进而通过电磁铁(15)带动夹持节(4)前后直线运动；所述的夹爪(13)沿着夹持节(4)内部滑轨前后移动，夹爪(13)内部设有与针灸针柄直径相配的小孔，其前端设有夹持磁铁(7)，当夹持磁铁(7)通电触电弹出推动夹爪(13)向后移动，针灸针(10)将被释放，当夹持磁铁(7)断电，后弹簧(14)推动夹爪(13)向前移动，直至与连接节(8)内部设有的小孔相接触，针灸针(10)将被夹紧，以便完成快速进针与快速换针。

作为优选，所述的提拉导轨(17)内端面为波浪形仿生设计，进给滑轨(6)尾部设有滑轮与提拉导轨(17)内端面滑动连接，进给滑轨(6)前部设有磁性可分离导轨，可分离导轨与夹持节(4)内部通孔间隙配合，当通电时，导轨固定在提拉导轨(17)前部，夹持节(4)将导轨直线运动，当断电时，导轨与提拉导轨(17)分离，进给滑轨(6)沿着提拉导轨(17)波浪形内端面做上下往复运动，达到夹持针灸针(10)同时完成旋转与上下往复运动，以便在完成进针操作后模仿针灸医生手法，同时完成提拉捻转的复合操作。

本发明的有益效果是：

1.本发明前部采用引导节与夹紧节相配合，完成快速进针，夹爪前端与连接节后端和夹持磁铁相配合，进针时夹爪夹紧针柄，换针时夹持磁铁推动夹爪向后移动，保证了针灸针快速取出和更换，使针刺过程更加快速便捷。

2.本发明采用螺旋状滑轨，配合电磁铁的设计，将电机的旋转运动分解为旋转与直线运动，通过螺旋状滑轨推动前部的夹持结构与针灸针，加大传动比使进针更加精准与平稳，使装置整体体积更小质量更轻。

3.本发明提拉导轨内端面为波浪形仿生设计，导轨前部采用磁性可分离式设计，在进针后，导轨分离，进给滑轨后部的滑轮沿着提拉导轨波浪形内端面做上下往复运动，模拟针灸医生柔和的手法，同时完成提拉捻转的复合操作。

附图说明

附图1，本发明的整体结构示意图附图2，本发明的外观示意图附图3，本发明的内部示意图附图4，本发明中提拉导轨示意图

附图5，本发明中连接节示意图

附图中各部件的标记如下：法兰(1)、底座(2)、大齿轮(3)、夹持节(4)、外壳(5)、进给滑轨(6)、夹持磁铁(7)、连接节(8)、夹紧节(9)、针灸针(10)、引导节(11)、前弹簧(12)、夹爪(13)、后弹簧(14)、电磁铁(15)、小齿轮(16)、提拉导轨(17)、电机(18)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体结构来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：法兰(1)、底座(2)、大齿轮(3)、夹持节(4)、外壳(5)、进给滑轨(6)、夹持磁铁(7)、连接节(8)、夹紧节(9)、针灸针(10)、引导节(11)、前弹簧(12)、夹爪(13)、后弹簧(14)、电磁铁(15)、小齿轮(16)、提拉导轨(17)、电机(18)；其特征在于所述的引导节(11)为弹性材料，所述的夹紧节(9)与所述的连接节(8)的内部通孔滑动连接，连接节(8)通过尾部的螺纹与所述的夹持节(4)固定连接，所述的夹持节(4)内部设有滑轨与所述的夹爪(13)滑动连接，夹持节(4)外表面与进给滑轨(6)内部滑动连接，所述的进给滑轨(6)与外壳(5)内部通孔滑动连接，夹持节(4)内部设有两个通孔，与提拉导轨(17)前端的两个可分离导轨滑动连接，所述的提拉导轨(17)尾部与底座(2)中心设有的通孔通过过盈配合固定连接，所述的底座(2)设有通孔，通过螺钉固定在法兰(1)上，所述的法兰(1)设有与UR机械臂相匹配的通孔，通过螺栓与UR机械臂固定连接。

进一步的，所述的夹持节(4)尾部设有两个凹槽，所述的电磁铁(15)分别左右对称固定在凹槽内部，当电磁铁(15)通电弹出，其上端凸点与进给滑轨(6)内部螺旋状滑轨滑动连接，所述的电机(18)通过齿轮传动驱动进给滑轨(6)旋转运动，进而通过电磁铁(15)带动夹持节(4)前后直线运动；所述的夹爪(13)沿着夹持节(4)内部滑轨前后移动，夹爪(13)内部设有与针灸针柄直径相配的小孔，其前端设有夹持磁铁(7)，当夹持磁铁(7)通电触电弹出推动夹爪(13)向后移动，针灸针(10)将被释放，当夹持磁铁(7)断电，后弹簧(14)推动夹爪(13)向前移动，直至与连接节(8)内部设有的小孔相接触，针灸针(10)将被夹紧，以便完成快速进针与快速换针。

进一步的，所述的提拉导轨(17)内端面为波浪形仿生设计，进给滑轨(6)尾部设有滑轮与提拉导轨(17)内端面滑动连接，进给滑轨(6)前部设有磁性可分离导轨，可分离导轨与夹持节(4)内部通孔间隙配合，当通电时，导轨固定在提拉导轨(17)前部，夹持节(4)将导轨直线运动，当断电时，导轨与提拉导轨(17)分离，进给滑轨(6)后部的滑轮沿着提拉导轨(17)波浪形内端面做上下往复运动，进而夹持针灸针(10)同时完成旋转与上下往复运动，以便在完成进针操作后模拟针灸医生手法，同时完成提拉捻转的复合操作。

本发明的工作过程下：

首先将本装置安装于UR机械臂末端，由医护人员操作夹持磁铁(7)通电弹出，而后将针灸针安装于夹持节(4)的夹爪(13)中；由医护人员在机械臂操作平台内输入目标穴位位置，操作平台将自动驱动机械臂带动针灸穿刺装置到达目标位置上方，电磁铁(15)通电保持，电机(18)通过齿轮传动驱动进给滑轨(6)旋转运动，进而通过电磁铁(15)带动夹持节(4)向前直线运动，然后对准穴位向下进针；当到达患者皮肤表面时，夹紧节(9)向下移动，同时使引导节(11)内径减小，使得针灸针(10)在进针过程中保持笔直不会弯曲，针尖直到到达穴位后，电磁铁(15)通电卡紧，提拉导轨(17)断电导轨分离，进给滑轨(6)后部的滑轮沿着提拉导轨(17)波浪形内端面做上下往复运动，进而夹持针灸针(10)同时模拟针灸医生手法，同时旋转与上下往复运动，完成提拉捻转的复合操作；一针针灸治疗后，夹持磁铁(7)弹出推动夹爪(13)释放针灸针(10)，机械臂复位更换针灸针，进行下一针操作，直到一次针灸治疗结束，医生取出全部针灸针。从而完成整个治疗过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。