螺旋灸法机器人的系统设计及控制方法

摘要

雷火灸属于艾灸的一种，具有药力猛、渗透力强的特点，螺旋灸法作为雷火灸的一种手法，对青少年近视、干眼症和过敏性鼻炎等疾病有着良好的治疗效果。但是，利用人工进行螺旋灸法存在精确度不高、温度控制不准的问题，且目前可替代人工进行艾灸治疗的设备都不能实现螺旋灸法。针对以上问题，设计了一种控制方法来模拟中医的螺旋艾灸方法，并将其应用于艾灸机器人。首先，使用Coppelia Sim机器人仿真平台对机械臂进行螺旋灸法的轨迹规划仿真；然后，采用改进D-H参数法建立机器人的运动学方程，使用正运动学分析和三次多项式轨迹规划来控制真实艾灸机器人进行螺旋灸法的运动；最后，通过真实机械臂测试得到了30次螺旋灸法的实际轨迹误差，均在误差允许的范围之内。因此，所提螺旋灸法控制方法的运动精度有效地满足了大多数艾灸应用的要求。

关键词

雷火灸 / 螺旋灸法 / 艾灸机器人 / 轨迹规划 / 运动学分析

基金资助

山西省中医药强省专项（204-110457）; 山西省针灸医院智能艾灸机器人项目（HCZB2021110）