一种同/异步四肢联动康复机器人的研究

为提高偏瘫患者健、患侧肢体协调运动能力,研制了一种新型坐式单驱动四肢联动康复机器人,它能够在主被动模式下为偏瘫患者的肢体提供同异步协同训练。基于平面七连杆变胞机构设计了一种可实现四肢协调运动的训练机构,通过传动系统调节两侧训练机构曲柄的相位差,实现左右两侧肢体同步或异步联合运动;在矢状面内建立人-机模型及训练机构进行运动学分析,从理论上证明该机构能够实现四肢联动的可行性;基于智能移动终端和微控制器开发了上下位机控制系统,并在样机上进行了试验,结果表明试验者在机器人作用下能够实现:肩关节-16.9°~15.1°、膝关节121.5°~172.5°的上下肢协同运动;0~6 r/min速度范围的同/异步被动训练和61.82~227 N足底压力范围的异步主动训练;同/异步训练模式之间可自动切换。

一种多位姿康复机器人的机构设计和分析

针对脑卒中失能患者日益增多、市场上缺少价格低廉且适用于社区和家庭的多位姿康复设备的问题,文章基于康复医学理论和机器人技术设计了一种贯穿整个康复期、轨迹可规划的多位姿康复机器人。首先对人机系统进行模型简化,并对其进行运动学分析,推导出各构件的运动方程和运动参数;然后对训练轨迹进行规划,并借助Matlab进行仿真分析;最后通过样机实验验证了康复机器人轨迹规划的可用性和安全性,该康复机器人能为康复治疗训练提供一定的指导。

一种新型多位姿康复机器人机构设计与分析

针对临床缺少多位姿康复训练设备的现状,文章研制了一种新型多位姿康复机器人,该机器人能够满足偏瘫患者在卧、坐、站等不同位姿下进行康复训练。首先介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过多位姿座椅、脚踏式训练机及运动底座的有机结合,实现了多种位姿的转换与训练轨迹的规划;然后在矢状面内建立了人-机模型,对其运动学、工作空间进行了分析;最后通过样机试验验证了该机器人工程实践的可行性。

踏式训练器有关因素对膝关节康复的影响研究

为满足脑卒中患者"个性化、精细化"的康复训练需求,文章研究了踏式康复训练器的坐姿距离s、座椅高度h、曲柄长度l_1、角速度ω_1等因素对膝关节康复训练的影响。首先,在矢状面内建立人机模型;然后,以膝关节活动度和角速度为评价指标,对其进行运动学分析及仿真;最后,在样机上进行试验,利用多指标试验的极差分析法对仿真结果及试验结果进行分析。仿真与试验结果表明,影响膝关节运动状态的因素主次顺序依次为ω_1→l_1→h→s,各因素最佳组合方案为s(4)h(3)l_1(4)ω_1(4)。该文研究结果可以为专业医护人员替患者制定精细化的康复治疗方案提供一定的参考。

一种混合输入并联康复机器人的设计与分析

针对缺少适于社区与家庭使用的康复机器人的现状,文章基于混合驱动系统研制了一款运动轨迹、幅度均可调的个性化上肢康复机器人。首先介绍了该机器人的机构及功能,包括机器人的技术参数、常速驱动装置、水平驱动机构及角度控制机构;在此基础上建立了人/机一体化模型,并对该机器人进行了运动学及动力学分析,从理论上证明了设计方案的可行性;最后进行了样机功能性试验。试验结果表明,该机器人可使受试者实现肘关节活动范围为3.5°~136.7°、肩关节活动范围为-18.3°~56.6°的上肢运动。

一种新型下肢康复机器人的机构设计与分析

针对缺少在社区与家庭中使用的康复机器人的现状,提出一种新型下肢康复机器人设计方案.首先,根据患者康复训练需求完成了机器人的机构设计,建立了机器人的三维模型并介绍了其具体结构;其次,在矢状面内建立人-机模型并对机构进行运动学分析,对精确实现踝关节规划轨迹的控制规律进行了仿真分析;最后,基于样机进行了多位姿试验.试验结果表明:机器人能够实现"坐-卧-站"多位姿康复训练,该机器人设计方案具有可行性,能够为不同康复期的下肢偏瘫患者提供针对性的康复训练轨迹,有助于偏瘫患者康复训练.