[发明专利]针刺手法高精度数字模拟系统

摘要

本发明提供一种针刺手法高精度数字模拟系统，该系统包括有相互连通的上位机、运动控制单元、多组机械装置、多组实验对象。运动控制单元由运动控制卡，伺服驱动器，伺服电机，编码器，针刺针构成双闭环控制结构，通过编码器的数字信号输出实时反馈针刺针的运动情况，可以准确量化针刺刺激信号。每组机械装置通过两个伺服电机带动针刺针，分别实现垂直方向的上下运动和水平方向的旋转运动，模拟传统针刺中的提插和捻转手法操作。依据专业针灸人士的标准针刺手法数据，编写运动程序，多组机械装置对多组实验对象模拟人手施针的运动过程。有益效果是该模拟系统通过闭环控制准确量化了针刺刺激信号，有效地综合了现有两类仪器的优势，并且可以同时进行多组实验，对于针刺实验研究具有重要价值。

主权项

一种针刺手法高精度数字模拟系统，其特征是：该系统包括有相互连通的上位机(1)、运动控制单元(2)、多组机械装置(3)、多组实验对象(4)；所述的上位机(1)通过网口与运动控制单元(2)中的运动控制卡(12)进行通信，采用VS(Visual Studio)开发图形化界面记录运动控制单元(2)的实时信息，上位机(1)软件系统加载运动控制卡(12)配套的动态链接库，进行数据的传输和运动程序的下载；所述的运动控制单元(2)包括运动控制卡(12)、伺服驱动器(13)、伺服电机(14)、针刺针(15)、编码器(16),所述运动控制卡(12)配有脉冲信号输出接口和编码器信号输入接口，所述的伺服驱动器(13)包含脉冲信号输入接口、编码器信号输出接口和编码器信号输入接口，运动控制卡(12)的脉冲信号输出接口与伺服驱动器(13)的脉冲信号输入接口直接相连，用于给定伺服驱动器(13)工作在位置模式下的运动位移和运动速度，伺服驱动器(13)的编码器信号输出接口与运动控制卡(12)的编码器信号输入接口直接相连，伺服驱动器(13)通过电缆连接伺服电机(14)，编码器(16)安装在伺服电机(14)上，编码器(16)的脉冲输出信号与伺服驱动器(13)的编码器信号输入接口相连接，通过所述的上位机(1)编写运动程序，作为给定运动轨迹(10)下载到运动控制卡(12)内，运动控制卡(12)根据由上位机(1)载入的给定运动轨迹(10)和编码器(16)的实时反馈，输出电信号到伺服驱动器(13)和伺服电机(14)，构成运动控制系统的外闭环，伺服驱动器(13)比较运动控制卡(12)的输出信号和编码器(16)的实时反馈信号，控制针刺针(15)按照给定运动轨迹(10)运行，构成运动控制系统的内闭环，运动控制单元(2)的内外闭环均采用PID控制算法；所述的多组机械装置(3)中每组机械装置包括有用于实现垂直方向上下运动的伺服电机(17)、用于实现水平方向旋转运动的伺服电机(18)、编码器(16)、联轴器(19)、滚珠丝杠(20)、滑台(21)、悬臂(22)、支架(23)、滑动装置(24)、针刺针(15)、底座(26)，所述支架(23)固定在底座(26)上，用于实现垂直方向运动的伺服电机(17)固定在支架(23)上，并通过联轴器(19)与滚珠丝杠(20)连接，滑台(21)安装在滚珠丝杠(20)上，伺服电机(17)水平方向做旋转运动时带动滚珠丝杠(20)，从而带动滑台(21)连带悬臂(22)做垂直方向的运动，用于实现水平方向旋转运动的伺服电机(18)固定在悬臂(22)上，通过联轴器直接带动针刺针(15)进行水平方向的旋转运动；通过滑动装置(24)手动调节电机(18)在水平方向的位置，同时利用运动控制单元(2)调节悬臂(22)在垂直方向的位置，使针刺针(15)最终固定在实验对象(25)的正上方。