中醫(yī)推拿機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究

.陳俊，王殊軼，汪鵬，龔利

1.上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院(上海,200093) 2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 推拿科 (上海,200041)

0 引言

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis，KOA)是指膝關(guān)節(jié)中的軟骨發(fā)生組織破壞，軟骨中的骨質(zhì)發(fā)生增生，軟骨出現(xiàn)剝落，關(guān)節(jié)出現(xiàn)損壞畸形等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能發(fā)生活動(dòng)障礙的一種退行性疾病[1]。隨著中國(guó)步入老齡化社會(huì)，由KOA引起的慢性關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍受限等癥狀嚴(yán)重影響老年人的晚年生活質(zhì)量，因此關(guān)于KOA的治療手段也越來(lái)越受到國(guó)人的關(guān)注。中醫(yī)推拿作為一種安全、無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛的治療方法已被證明對(duì)于輔助治療KOA具有良好的臨床效果[2-3]，因此深受廣大KOA患者的喜愛(ài)。然而目前國(guó)內(nèi)中醫(yī)推拿的現(xiàn)狀是專(zhuān)業(yè)治療師資源緊缺，患者基數(shù)大，一號(hào)難求的情況屢見(jiàn)不鮮。并且中醫(yī)推拿屬于重體力勞動(dòng)，目前各大醫(yī)院的專(zhuān)業(yè)治療師長(zhǎng)期處于高負(fù)荷勞動(dòng)狀態(tài)，容易造成職業(yè)損傷，縮短其職業(yè)壽命，如此惡性循環(huán)最終加劇治療資源緊缺的情況。利用仿生按摩機(jī)器人代替專(zhuān)業(yè)推拿醫(yī)師為患者施加按摩將能很好地解決上述問(wèn)題，因此近年來(lái)中醫(yī)推拿仿生機(jī)器人已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，相關(guān)成果也層出不窮。Minyong等[4]提出一種多手指機(jī)器人按摩運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多指機(jī)器人的位置控制和力控制單元組成，控制手指機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡變化、角度變化和施加壓力。Alavandar等[5]設(shè)計(jì)了一種用于腿部按摩的新型機(jī)器人，其實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定和遺傳算法。高煥兵等[6]依據(jù)中老年人慢性疾病和退行性疾病對(duì)醫(yī)療保健康復(fù)設(shè)備的臨床需求，提出了一種中醫(yī)按摩機(jī)器人系統(tǒng)。

盡管仿生按摩機(jī)器人的成果眾多，但是針對(duì)膝關(guān)節(jié)的按摩設(shè)備并不多見(jiàn)，且現(xiàn)有的膝關(guān)節(jié)理療設(shè)備的生物力學(xué)特性也并不能滿(mǎn)足治療KOA的臨床需求，無(wú)法代替專(zhuān)業(yè)推拿醫(yī)師為患者施加治療。本文基于一種專(zhuān)門(mén)用于治療KOA的推拿手法——坐位調(diào)膝法的生物力學(xué)特性設(shè)計(jì)了一款針對(duì)治療KOA的仿生按摩機(jī)器人，驗(yàn)證傳統(tǒng)中醫(yī)推拿治療KOA機(jī)器人療法的可行性。意在將專(zhuān)業(yè)推拿醫(yī)師從長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，使其將更多的精力投入到推拿手法的創(chuàng)新和優(yōu)化上，促進(jìn)傳統(tǒng)中醫(yī)推拿技術(shù)的傳承和進(jìn)步。

1 仿生按摩機(jī)器人設(shè)計(jì)

1.1 手法生物力學(xué)特性

坐位調(diào)膝法是一種用于治療KOA的中醫(yī)推拿手法，由岳陽(yáng)醫(yī)院龔利醫(yī)生發(fā)明，施展坐位調(diào)膝法時(shí)，治療醫(yī)師使用雙手拇指按一定頻率和力度擠壓患者的內(nèi)外膝眼，治療過(guò)程中患者配合治療醫(yī)師的動(dòng)作在坐姿和站姿之間來(lái)回切換，最終達(dá)到治療KOA的目的[7-8]。根據(jù)王鵬等[9]對(duì)該手法生物力學(xué)特性的研究，該手法要求的指尖推拿力度達(dá)到220 N。主要自由度有手臂前后平移自由度和手臂上下平移自由度。

1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

仿生按摩機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由底座、支撐架、凸輪機(jī)構(gòu)以及伺服電機(jī)組成。其中支撐架可以上下調(diào)節(jié)并且起到支撐固定桿子以及伺服電機(jī)的功能。伺服電機(jī)選用安川的SGM7A-04A系列中的SGM7A-04A-ABH伺服電機(jī)，該電機(jī)自帶減速機(jī)且可以通過(guò)編程直接控制，因此不必外接減速機(jī)，直接將凸輪安裝在伺服電機(jī)的輸出軸上，從而簡(jiǎn)化整體結(jié)構(gòu)，凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律直接由伺服電機(jī)控制。L型足部固定件及所有支撐架均安裝在底座上。為使仿生按摩機(jī)器人的性能達(dá)到最優(yōu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還遵循了以下原則：(1)仿生按摩機(jī)器人的按摩機(jī)構(gòu)盡可能地模仿治療醫(yī)師的拇指形狀，使該按摩機(jī)器人滿(mǎn)足仿生學(xué)和人體工程學(xué)的要求。(2)為了提高系統(tǒng)的魯棒性和降低系統(tǒng)成本，盡可能地減少了按摩機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)元件，僅使用了安川的SGM7A-04A系列伺服電機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)。(3)按摩機(jī)器人具有身材兼容性，各主要機(jī)構(gòu)可以根據(jù)患者的身材在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。(4)按摩裝置具備堅(jiān)固、耐用、輕巧等特性。其結(jié)構(gòu)的剛度不但能夠承受其自重，還能承受推拿過(guò)程中來(lái)自患者的沖擊力。

圖1 仿生按摩裝置整體結(jié)構(gòu)圖

1.3 身材兼容性設(shè)計(jì)

為了進(jìn)行身材兼容性設(shè)計(jì)，首先需要了解中國(guó)人群的坐姿膝高范圍(指髕骨上方的大腿表面至地面的垂直距離)通過(guò)查閱相關(guān)資料[10]，中國(guó)南部人群的坐姿膝高范圍為(46～50.5)cm，從而確定支撐架的調(diào)節(jié)范圍。

由于每個(gè)患者內(nèi)外膝眼的間距也各不相同，所以仿生按摩機(jī)器人的末端執(zhí)行器也應(yīng)具有尺寸調(diào)節(jié)功能。如圖2，按摩機(jī)構(gòu)的頭部采取弧形設(shè)計(jì)，以期盡可能地模仿治療醫(yī)師的拇指，同時(shí)采用四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)按摩頭部間距的調(diào)節(jié)，前后移動(dòng)滑槽內(nèi)的滑塊，兩個(gè)按摩頭部在連桿的帶動(dòng)下將實(shí)現(xiàn)一張一合的運(yùn)動(dòng)。

1.4 足部固定及起身輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

坐位調(diào)膝法與其它中醫(yī)推拿手法最不同的地方在于在整個(gè)推拿按摩的過(guò)程中患者必須配合治療醫(yī)師的按壓在坐姿與站姿之間來(lái)回切換。實(shí)際治療過(guò)程中，患者坐在普通的椅子上接受治療，由于每個(gè)患者腿部力量不同以及治療醫(yī)師手法力量不同，在治療過(guò)程中病人腿部常會(huì)出現(xiàn)由于按壓力度大導(dǎo)致的移動(dòng)現(xiàn)象，這會(huì)影響治療效果。同時(shí)根據(jù)朱正飛等[11]的前期研究，KOA患者在從坐姿切換到站姿的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的障礙。所以該仿生按摩機(jī)器人應(yīng)該具有足部固定及起身輔助的功能。

圖2 仿生按摩裝置末端執(zhí)行器

該仿生按摩機(jī)器人的足部固定件呈現(xiàn)L形。當(dāng)患者足部固定妥當(dāng)后，先讓患者坐下。治療醫(yī)師將大腿綁帶兩側(cè)的彈力繩分別系在輔助起身?xiàng)U上，并將彈力繩固定在輔助起身?xiàng)U上的凹槽中。這樣在治療過(guò)程中，患者起身時(shí)，彈力繩對(duì)患者腿部有個(gè)向前的拉力，從而起到輔助患者起身的作用。

1.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該仿生按摩機(jī)器人利用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)模擬醫(yī)生手臂前后平移自由度。凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三種基本零件組成。本研究結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求從動(dòng)件滾子半徑選擇r=10 mm。本研究設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有推程、停止、回程三個(gè)階段，推程為20 mm，推程運(yùn)動(dòng)角Φ為120°，遠(yuǎn)休止角Φs為120°，回程運(yùn)動(dòng)角Φ’為120°，且每個(gè)階段的時(shí)間為5 s。由于本研究符合低速輕載場(chǎng)合，所以從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用等加速等減速。綜上，該仿生按摩機(jī)器人的凸輪和從動(dòng)件應(yīng)滿(mǎn)足圖3的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1.6 凸輪仿真分析

采用SolidWorks中的Motion插件對(duì)設(shè)計(jì)的凸輪進(jìn)行仿真分析，分析其位移、速度、加速度是否符合設(shè)計(jì)要求。本研究主要對(duì)凸輪進(jìn)行了位移、速度、加速度的仿真，其仿真結(jié)果分別如圖4所示。

圖3 凸輪預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律

根據(jù)仿真結(jié)果可知：(1)線(xiàn)性位移：在0～5 s時(shí)間段，線(xiàn)性位移從0 mm變化到20 mm；在5～10 s時(shí)間段，線(xiàn)性位移保持20 mm不變；在10 s～15 s時(shí)間段，線(xiàn)性位移從20 mm變化到0 mm。整個(gè)運(yùn)動(dòng)位移與預(yù)期設(shè)計(jì)的要求相符。(2)速度：在0～2.5 s時(shí)間段，速度從0 mm/s均勻變化到7 mm/s；在2.5～5 s時(shí)間段，速度從7 mm/s均勻變化到0 mm/s；在5～10 s時(shí)間段，速度一直保持0 mm/s；在10～15 s時(shí)間段，速度跟推程的速度大小以及變化是一樣的，整個(gè)速度變化符合等減速等加速運(yùn)動(dòng)。(3)加速度：在0～2.5 s時(shí)間段，加速等基本保持在4 mm/s2，在后續(xù)的各時(shí)間段，加速度也是基本保持不變，即加速度也符合等減速等加速運(yùn)動(dòng)中的加速度變化規(guī)律。通過(guò)上述仿真結(jié)果分析，該凸輪是符合預(yù)期設(shè)計(jì)要求的。

圖4 凸輪仿真結(jié)果圖

1.7 驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1.7.1 伺服電機(jī)的選型

進(jìn)行伺服電機(jī)選型之前需要確定的機(jī)械信息主要包括負(fù)載質(zhì)量、推力負(fù)載慣量、慣量比等。由該仿生按摩機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)特性可知，其負(fù)載主要有凸輪、推桿以及滾子，出于節(jié)省前期開(kāi)發(fā)成本的目的，采用3D打印技術(shù)來(lái)加工零件，負(fù)載的相關(guān)信息如表1所示，其中由于凸輪的不規(guī)則，選擇它的最大半徑50 mm來(lái)進(jìn)行計(jì)算，所以總的負(fù)載慣量為JL=1.485 3×104kg·m2。

表1 負(fù)載信息

根據(jù)上述機(jī)械信息預(yù)選一個(gè)自帶減速機(jī)的電機(jī)SGM7A-04A系列，該系列電機(jī)除了減速比不同，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等參數(shù)都是相同的。進(jìn)而確定力，減速比與力矩之間的關(guān)系，如公式1所示，

F=(T/r)*R

(1)

其中R為減速比，r為電機(jī)軸半徑，T為力矩。由手法生物力學(xué)特性可知，最大推力F為228 N，電機(jī)軸半徑r為19.1 mm。SGM7A-04A系列有幾種減速比，若選擇1/11減速比，則所需轉(zhuǎn)矩T=0.871 N·m小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩1.27 N·m，滿(mǎn)足需求。根據(jù)慣量比公式，計(jì)算結(jié)果為3.51<20，同樣滿(mǎn)足需求。

確定運(yùn)轉(zhuǎn)模式：主要確定電機(jī)的加減速時(shí)間、勻速時(shí)間、移動(dòng)距離等參數(shù)。根據(jù)凸輪仿真結(jié)果可知電機(jī)加速時(shí)間ta=0.1s，減速時(shí)間td=0.1s，勻速時(shí)間tb=15s，移動(dòng)距離S=0.02m，根據(jù)式(2)和式(3)可算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速N=4 r/min?273 r/min，也滿(mǎn)足需求。

(2)

N=Vmax·60/S

(3)

由于摩擦力很小，所以忽略摩擦系數(shù)。移動(dòng)轉(zhuǎn)矩如式(4)所示，查閱機(jī)械手冊(cè)，選擇機(jī)械效率η為0.9，F(xiàn)為推力，計(jì)算出Td=0.726 N·m；加速時(shí)轉(zhuǎn)矩如式(5)所示，計(jì)算出Ta=0.768 7 N·m<4.46 N·m，即瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩小于電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；減速時(shí)轉(zhuǎn)矩如式(6)所示，計(jì)算出Td=0.683 2 N·m；有效轉(zhuǎn)矩如式(7)所示，計(jì)算出Trms=0.527 N·m<1.27 N·m，即有效轉(zhuǎn)矩小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，滿(mǎn)足要求。

(4)

(5)

(6)

(7)

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，該仿生按摩機(jī)器人的伺服電機(jī)最終選為SGM7A-04A系列中的SGM7A-04A-ABH伺服電機(jī)，電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為1.27 N·m，最大轉(zhuǎn)矩為4.46 N·m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.21×10-4kg·m2，額定功率為400 W，經(jīng)減速機(jī)后的額定轉(zhuǎn)矩為11.5 N·m，最大轉(zhuǎn)矩為45.1 N·m

1.7.2 伺服電機(jī)的控制

要使伺服電機(jī)控制凸輪按照預(yù)期的受力趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)，就需要時(shí)刻改變其力矩，從而改變力度。因此根據(jù)式(8)計(jì)算出本研究中的阻力矩，從而知道電機(jī)的力矩變化，其中k為彈簧系數(shù)，s為位移，微分可以理解為位移對(duì)角度的求導(dǎo)，因此需先求出位移和角度的關(guān)系圖，如圖5所示。

(8)

圖5 位移和角度關(guān)系

對(duì)其進(jìn)行曲線(xiàn)擬合后，將圖5每個(gè)位移與角度的函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，然后帶入式(8)中進(jìn)行計(jì)算，得到阻力矩的變化如圖6所示，且計(jì)算出的最大阻力矩為43.333 N·m<45.1 N·m，符合設(shè)計(jì)要求。

由于安川系列電機(jī)自帶上位機(jī)操作軟件SigmaWin+，所以直接使用配套軟件來(lái)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)圖6中力矩和角度的關(guān)系，設(shè)計(jì)加速時(shí)間、減速時(shí)間、位移距離等參數(shù)，讓電機(jī)在力矩模式下運(yùn)行，通過(guò)控制電機(jī)內(nèi)部線(xiàn)圈的電壓電流，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而改變電機(jī)的輸出力。

圖6 力矩和角度關(guān)系

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方案

本次實(shí)驗(yàn)主要考察仿生按摩機(jī)器人的按摩力度和按摩行程是否滿(mǎn)足要求，由于這兩者主要由凸輪機(jī)構(gòu)決定，因此本次實(shí)驗(yàn)選擇加工凸輪機(jī)構(gòu)部分的零件，搭建臨時(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)固定凸輪機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)。采用Micron Tracker公司生產(chǎn)的雙目視覺(jué)系統(tǒng)采集仿生按摩機(jī)器人的按摩行程數(shù)據(jù)，采用數(shù)顯推拉力計(jì)采集仿生按摩機(jī)器人的按摩力度。

2.2 按摩力度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

本次按摩力度實(shí)驗(yàn)主要為了考察仿生按摩機(jī)器人對(duì)治療醫(yī)師的按摩力度重現(xiàn)的效果，并對(duì)其進(jìn)行擬合曲線(xiàn)比較。因此使用數(shù)顯推拉力計(jì)重復(fù)10次采集按摩裝置前端的最大垂直壓力，對(duì)按摩機(jī)器人性能進(jìn)行重復(fù)性誤差分析，使用標(biāo)準(zhǔn)法和極差法評(píng)估按摩裝置的穩(wěn)定性。由于治療醫(yī)師的按摩力度千變?nèi)f化，不利于比較分析。因此將其標(biāo)準(zhǔn)化，即仿生按摩機(jī)器人統(tǒng)一按線(xiàn)性進(jìn)行施加壓力。對(duì)仿生按摩機(jī)器人的各個(gè)階段的按摩力度進(jìn)行曲線(xiàn)擬合。并將擬合結(jié)果與治療醫(yī)師的按摩力度擬合曲線(xiàn)比較。結(jié)果如圖7所示。

本研究采用線(xiàn)性度評(píng)價(jià)觀測(cè)值與真實(shí)值之間的誤差度和擬合曲線(xiàn)的吻合程度。常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)方法是相對(duì)誤差，即絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比乘100%所得數(shù)值，反映了測(cè)量值偏離真實(shí)值的程度，其結(jié)果越小越好。由圖7中可以看出，在推按階段按摩機(jī)器人的按摩力度與治療醫(yī)師的按摩力度的平均相對(duì)誤差為10.9%；在保持階段按摩機(jī)器人的按摩力度與治療醫(yī)師的按摩力度的平均相對(duì)誤差為8.3%；放松階段按摩機(jī)器人的按摩力度與治療醫(yī)師的按摩力度的平均相對(duì)誤差為12.9%。從圖7中可以發(fā)現(xiàn)在推按階段和放松階段的末端，擬合曲線(xiàn)均出現(xiàn)了一定程度的偏差，這是由于本次實(shí)驗(yàn)采用的是臨時(shí)固定平臺(tái)，并未加工完整的機(jī)架零件，因此推測(cè)推按階段和放松階段出現(xiàn)的波動(dòng)是由于臨時(shí)固定平臺(tái)所引起的。待后期進(jìn)一步完善機(jī)械結(jié)構(gòu)后，加工完整零件后可對(duì)該仿生按摩機(jī)器人推按階段和放松階段末端的穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖7 仿生按摩裝置按摩力度擬合(彩圖)

2.3 按摩行程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

本次按摩行程實(shí)驗(yàn)主要為了考察凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行程對(duì)理想運(yùn)動(dòng)行程的重現(xiàn)效果。因此使用Micron Tracker雙目視覺(jué)系統(tǒng)重復(fù)采集從動(dòng)件的最大位移，并進(jìn)行重復(fù)性誤差分析，使用標(biāo)準(zhǔn)差法和極差法評(píng)估按摩行程的穩(wěn)定性。同樣對(duì)仿生按摩機(jī)器人各個(gè)階段的按摩行程進(jìn)行曲線(xiàn)擬合。將擬合結(jié)果與理想運(yùn)動(dòng)行程的擬合曲線(xiàn)進(jìn)行比較，其結(jié)果如圖8所示。

圖8 仿生按摩裝置按摩行程擬合(彩圖)

同樣采用相對(duì)誤差對(duì)按摩行程實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，由圖8中可以看出，在推按階段從動(dòng)件的按摩行程與理想按摩行程的平均相對(duì)誤差為5.25%；在保持階段從動(dòng)件的按摩行程與理想按摩行程的平均相對(duì)誤差為5.01%；在放松階段從動(dòng)件的按摩行程與理想按摩行程的平均相對(duì)誤差為19.22%。由圖10中不難發(fā)現(xiàn)，在推按階段和保持階段按摩機(jī)器人對(duì)理想按摩行程的重現(xiàn)是比較理想的，但是在整個(gè)放松階段，實(shí)際按摩行程與理想按摩行程之間出現(xiàn)了較大的偏差。同樣猜測(cè)是由于臨時(shí)固定平臺(tái)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)中的彈簧固定出現(xiàn)了問(wèn)題，在后期完善機(jī)械結(jié)構(gòu)，加工完整零件后對(duì)該仿生按摩機(jī)器人放松階段的按摩行程的穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 總結(jié)與展望

本文根據(jù)坐位調(diào)膝法的生物力學(xué)特性設(shè)計(jì)了一款針對(duì)KOA推拿治療的仿生按摩機(jī)器人。該仿生按摩機(jī)器人在推按階段，保持階段較好地還原了治療醫(yī)師的按摩力度變化曲線(xiàn)和預(yù)期的按摩行程曲線(xiàn)，但是在放松階段力度曲線(xiàn)和行程曲線(xiàn)的擬合均出現(xiàn)了較大的偏差。由于本次實(shí)驗(yàn)只加工了末端執(zhí)行器部分的零件，未對(duì)機(jī)架等零件進(jìn)行加工，實(shí)驗(yàn)中采用臨時(shí)固定平臺(tái)對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行固定，因此推測(cè)放松階段的曲線(xiàn)擬合失真是由于臨時(shí)固定平臺(tái)所引起的。待后期完善機(jī)械機(jī)構(gòu)后對(duì)整機(jī)零件進(jìn)行加工后將對(duì)該仿生按摩機(jī)器人放松階段的曲線(xiàn)擬合效果進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。目前該仿生按摩裝置僅實(shí)現(xiàn)了單方向垂直力的重現(xiàn)，后期將對(duì)按摩力方向多元化展開(kāi)進(jìn)一步研究。

通過(guò)本研究可以發(fā)現(xiàn)，雖然該仿生按摩機(jī)器人在放松階段的曲線(xiàn)擬合還存在不足，但其在推按階段和保持階段的表現(xiàn)還是令人滿(mǎn)意的。隨著進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制手段，利用該仿生按摩機(jī)器人代替治療醫(yī)師為患者施加坐位調(diào)膝法是完全可行，并極具應(yīng)用前景。通過(guò)仿生按摩機(jī)器人大大減輕專(zhuān)業(yè)治療醫(yī)師的工作強(qiáng)度，使其可以將更多精力投入到按摩手法的優(yōu)化上而不是日日夜夜地重復(fù)重體力勞動(dòng)，從而不斷推進(jìn)中醫(yī)推拿治療技術(shù)的進(jìn)步，最后由衷感謝為本研究提供研究數(shù)據(jù)的眾多學(xué)者和岳陽(yáng)醫(yī)院推拿科。