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。

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。

一种开闭链式康复机器人的机构设计与仿真

利用康复机器人进行科学规范的康复训练已成为改善和恢复患者肢体运动功能的重要手段。对于患者不同腿长所需的康复训练轨迹幅度不同等问题,通过分析人体肢体生理结构及主要关节活动度,并借助Xsens Moven惯性传感器运动捕捉系统和MVN Studio分析系统,对人体站姿行走前进及坐姿蹬腿顺时针时踝关节的轨迹和髋、膝和踝关节角度数据进行分析,提出人体正常行走与坐姿蹬腿状态下的步态规律,设计开闭链式下肢康复机器人的七杆执行机构,并仿真分析膝关节的运动规律,结果表明,该设计有助于制定合理的量化训练目标,为患者进行康复训练进一步提供参考。