[发明专利]一种基于激光面阵传感器的艾灸机械臂控制方法

权利要求书

1.一种基于激光面阵传感器的智能艾灸机械臂的控制方法，在考虑到施灸过程中人体轮廓动态变化的前提下，简化施灸对象，解决艾灸机械臂在体表空间曲面上末端执行器的实时对准问题，实现末端执行器在施灸过程中始终沿着体表法线方向工作的需求，提高艾灸治疗过程的标准化和规范化。

因而本发明技术方案为：一种基于激光面阵传感器的艾灸机械臂控制方法，该方法中艾灸机械臂末端固定设置艾条和激光阵面传感器，所述激光阵面传感器为获取激光阵面传感器到皮肤表面的距离，激光阵面传感器所测皮肤区域的中心点为艾条所指的皮肤点位；该方法包括：

步骤1：激光阵面传感器获取距皮肤表面的距离，将所测区域进行网格化，每个网格中激光阵面传感器会以点阵形式测量多处距离，以出现次数最多的距离为该网络的距离参数；

步骤2：将所测区域中的中心网格作为距离调整区域，调整当前距离调整区域的距离为最佳距离，该中心网格包括一个网格或多个网格组成的区域；

步骤3：将中心网格相邻的外围网格加入到调整区域，调整激光阵面传感器的角度使当前调整区域内相互对称的网格的距离参数在误差范围内相等；

步骤4：将步骤3中调整区域相邻的外围网络加入到调整区域中，再调整激光阵面传感器的角度使当前调整区域内相互对称的网格的距离参数在误差范围内相等，重复步骤4，直到所有网络都加入到调整区域后并进行了依次调整，记录当前各网格的距离参数；

步骤5：所述机械臂为步进移动，在机械臂移动之前首先确定机械臂的移动方向，然后在当前调整区域中，从中心网格出发沿着机械臂移动方向画出一条直线，该直线为直线1，获取直线1经过的所有网格的距离参数；在直线1两侧与其夹角小于25度的范围内各画一条直线，分别为直线2和直线3；获取直线2和直线3各自经过的所有网格的距离参数；在机械臂移动一个步长后，每条直线方向上都至少增加一个网格的探测范围；

步骤6：根据步骤5获取的各直线的距离参数和对应网格的位置，在二维平面中拟合出3条曲线；根据这3条曲线计算得到机械臂移动一个步长之后，计算每条直线方向上新探测到的网格的距离参数，得到至少3个网格的距离参数；

步骤7：删除当前调整区域中位于机械臂移动方向上尾部的三个以上网格距离参数，又将步骤6得到的3个网格的距离参数加入到当前调整区域中，然后采用步骤2到步骤4的方法计算激光阵面传感器的调整方式，称该调整方式为激光阵面传感器的预转动；

步骤8：机械臂进行步进时，将步骤7得到的调整方式加入到机械臂的转动中，使机械臂一次步进完成的同时，完成激光阵面传感器的预转动；

步骤9：返回步骤1，对当前位置进行精确的距离调整。

2.如权利要求1所述的一种基于激光面阵传感器的智能艾灸机械臂的控制方法，其特征在于，艾灸机械臂末端执行器包括固定装置和补偿装置，固定装置通过压缩弹簧提供夹紧力，夹紧艾条；补偿装置按照实验的补偿时间间隔，定时沿艾条轴向外送艾条，补偿艾条在燃烧过程中损失的长度。