一种手部痉挛康复机器人的开发与研究

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一种手部痉挛康复机器人的开发与研究PPT课件

中风
发病率脑卒中（中风）死亡率世界第二大死因致残率 70%-80%。每6秒钟1人。700万中风后遗症（偏瘫）
偏瘫
软瘫期痉挛期恢复期
偏瘫痉挛期康复治疗的目的
恢复高级中枢对低级中枢的控制
恢复正确运动功能、姿势及控制力
2
手部康复意义大
.10级自动化智能康复机器人
传统方法弊端多
人工
费时费力要求经验
机械
不灵活危险
气动
控制强度被动性
3
解决方案
主动治疗
肌电信号
识别动作自主意识控制
.10级自动化智能康复机器人
功能恢复
功能性电刺激
神经系统运动功能
4
总流程图
.10级自动化智能康复机器人
肌电信号提取
患者电信号微弱滤波去噪处理
中央控制系统
电刺激影响肌电 A/D信号转换
功能性电刺激
.
一种手部痉挛康复机器人的开发研究
指导教师：信息学院段峰副教授化学学院李玉新副教授
申请人：董庆林盛诗理颜家祎白冉钟洋洋
实验室：智能预测自适应控制研究室项目性质：发明、设计，应用性研所属学科：自动化，智能，生化
1
.10级自动化智能康复机器人
背景----中风导致偏瘫
产生足够电压寻找优良参数
5
.10级自动化智能康复机器人
创新一病患肌电信号的研究
微弱的肌电信号
检测识别处理
模拟自主意识完成健复
产生功能性电刺激补偿
正常强度的肌电信号
6
.10级自动化智能康复机器人
创新二电刺激对肌电信号的影响
无电刺激时

上肢康复机器人研究现状的分析

2、技术水平
近年来，随着人工智能、机器视觉等技术的不断发展，上肢康复机器人的技术水平也得到了不断提高。目前，智能型康复机器人已经成为上肢康复机器人的主流，其采用的技术包括机器视觉、深度学习、神经网络等。这些技术的应用使得上肢康复机器人能够更好地识别患者的意图和运动状态，从而进行更加精准的康复治疗。
上肢康复机器人研究现状的分析
目录
01 一、上肢康复机器人的发展历程
03
三、上肢康复机器人的优缺点评价
02
二、上肢康复机器人的研究现状
04 参考内容
随着科技的不断发展，康复机器人已经成为了现代医疗领域中的重要一环。其中，上肢康复机器人作为康复机器人的一个重要分支，对于改善患者上肢运动功能、减轻医护人员工作负担等方面具有重要意义。本次演示将对上肢康复机器人的研究现状进行分析，并探讨未来的发展方向。
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二、上肢康复机器人发展的现状
1、市场前景
随着人们健康意识的提高和医疗技术的不断发展，上肢康复机器人的市场需求正在不断增长。目前，全球康复机器人市场已经进入了快速发展的阶段，据统计，到2025年，全球康复机器人市场规模将达到33亿美元。
2、产品特点
上肢康复机器人主要针对上肢运动功能障碍患者进行康复训练，产品特点主要包括以下几个方面：
4、探索人机融合技术：未来，人机融合技术将会成为一个重要的研究方向。通过将人类的智能和机器的能力相结合，可以进一步提高机器人的智能化程度和工作效率。同时，这也将为人类提供更加便捷、高效、个性化的服务体验。
5、加强人机交互研究：人机交互是影响机器人使用体验的关键因素之一。
参考内容
随着现代医疗技术的不断进步，康复机器人作为医疗器械的一种，正在逐渐受到人们的和重视。其中，上肢康复机器人作为康复机器人的一个重要分支，对于帮助上肢运动功能障碍患者恢复肢体功能具有重要意义。本次演示将对上肢康复机器人的发展现状进行分析与研究，旨在为相关领域的发展提供参考。

智能康复机器人的研究与开发

智能康复机器人的研究与开发一、引言随着人们对康复治疗的需求越来越大，智能康复机器人也因其高效性和准确性而得到了广泛的应用和推广。

智能康复机器人是一种利用现代计算机技术进行人工智能控制，帮助患者做康复运动或进行康复治疗的机器人。

本文将从技术原理、研究现状、优缺点和未来发展四个方面阐述智能康复机器人的相关研究和开发。

二、技术原理智能康复机器人主要通过多种传感器和运动控制机构实现对患者肌力、姿势等运动信息的实时感知，从而控制机器人按照患者康复的需求来运动。

其主要是通过计算机模拟人体肢体运动和康复过程，以达到更高效精准的康复治疗效果。

传感器主要用于收集康复信息，而运动控制机构则是负责对康复机器人的控制。

智能康复机器人的核心技术主要包括运动测量和康复治疗机器人学。

三、研究现状智能康复机器人的研究起步较早，主要集中在美国、欧洲和日本等发达国家。

研究表明，智能康复机器人的最大优势在于其高度可控和精准性，通过多模态的机器学习和深度学习，可以更好地实现患者个性化康复治疗。

国内的智能康复机器人研究步入了黄金时期，不少企业和高校陆续研发出了不同类型的康复机器人。

四、优缺点智能康复机器人的优点有：一、精度高，能够帮助康复患者达到更好的治疗效果；二、可控性高，有利于医护人员进行科学的治疗方案设计和评估；三、操作简单方便，适用范围广泛。

但是，智能康复机器人的成本相对较高，且其技术限制的作用也并不可忽视。

五、未来发展智能康复机器人的未来发展主要有两个趋势：一是利用更先进的技术手段，如机器学习、深度学习等，通过便捷的操作界面和资源优化，进一步降低康复机器人的使用门槛和成本；二是进一步提高智能康复机器人的智能化水平，实现全方位精准康复信息收集和治疗方案设计，为广大康复患者提供更全面的康复服务。

六、结论智能康复机器人在提高康复治疗效果和减轻医护人员工作负担方面都具有一定的优势。

随着技术的不断发展和进步，智能康复机器人将逐渐成为康复治疗领域的重要一员。

一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法[发明专利]

专利名称：一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法专利类型：发明专利
发明人：张军,江朝军,宋爱国,李汉,黄繁章,刘琪
申请号：CN201910940571.6
申请日：20190930
公开号：CN110731879A
公开日：
20200131
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种脑卒中患者手部功能康复机器人及使用方法，康复机器人包括制冷制热模块、运动训练模块、水箱、传感器单元和控制箱，制冷制热模块由导热手套、制冷片固定薄膜、半导体制冷片、制冷器、柔性水管和保护外套组成，运动训练模块包括调节滑块、固定绑带和形状记忆合金片；传感器单元包括温度传感器子单元、倾角传感器子单元、指尖压力传感器子单元、肌肉张力检测子单元、肌电检测子单元，通过多传感器信息融合评估患者的痉挛状态并给出训练参数。

本发明的机器人具有控制精准、结构紧凑等优点，可同时实现冷热疗和运动训练，提高康复效率，可解决传统基于水疗的温度刺激疗法的系统庞大，使用不便、温度响应慢等问题。

申请人：东南大学
地址：211100 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：柏尚春
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机器人在医疗康复中的应用研究与系统设计

机器人在医疗康复中的应用研究与系统设计摘要：机器人在医疗康复中的应用已经得到广泛的关注和研究。

本文旨在探索机器人在医疗康复领域的应用，分析现有的研究成果，并提出一个基于机器人的康复系统的设计方案。

首先，介绍了机器人在医疗领域的发展和应用情况；其次，分析了目前机器人在康复治疗中的应用情况和其对患者康复的影响；最后，根据现有研究，提出了一个基于机器人的康复系统的设计方案，旨在提高康复治疗的效果和患者的生活质量。

1. 引言随着人口老龄化的加剧和常见慢性疾病的增多，医疗康复的需求越来越大。

而机器人技术的快速发展为医疗康复提供了新的解决方案。

机器人在医疗康复中的应用，可以提高康复治疗的效果，辅助医护人员进行工作，改善患者的生活质量。

2. 机器人在医疗康复中的应用情况机器人在医疗康复中的应用已经有了一定的进展。

目前，机器人主要应用于神经康复、运动康复和心理康复等领域。

例如，机器人可以帮助中风患者恢复手部功能，通过提供准确的力量和位置控制，帮助患者进行康复训练。

此外，机器人还可以在脊髓损伤康复中发挥重要作用，帮助患者控制肢体运动、恢复平衡能力。

机器人在康复过程中的应用，使得医疗康复更加精确和个性化，提高了治疗效果。

3. 机器人在医疗康复中的效果评估机器人在医疗康复中的应用可以促进肢体运动完整性和关节功能恢复。

通过记录患者的运动数据，机器人能够提供量化的治疗结果评估，帮助医生制定更加科学有效的康复计划。

此外，机器人的应用还可以提供实时反馈，帮助患者进行改进和调整。

研究表明，机器人辅助康复治疗可以显著提高患者的康复效果，并减轻医护人员的负担。

4. 基于机器人的康复系统设计基于现有的研究成果和技术可能性，本文提出了一个基于机器人的康复系统的设计方案。

该系统主要包括机器人设备、康复训练计划和数据管理模块三个部分。

4.1 机器人设备机器人设备是整个系统的核心组成部分。

它可以根据患者的康复需求，提供个性化的康复训练方案。

手功能康复机器人

手功能康复机器人手功能康复机器人人的手是重要的工具，它可以完成各种复杂的动作，包括握握物品、按压开关、写字、弹奏乐器等等。

然而，由于一些疾病或外伤，人的手功能可能会受到损伤，导致手部活动能力降低。

为了帮助这些患者恢复手部功能，手功能康复机器人应运而生。

手功能康复机器人是一种可以模拟人手动作、提供力量训练的机器人设备。

它由机械臂、传感器、控制系统等部分组成，可以通过与患者手部接触，对受损手部进行训练和康复。

首先，手功能康复机器人可以通过模拟正常手部动作，帮助患者恢复手部活动的能力。

例如，患者在机器人的辅助下，可以进行握物、弯曲、伸展等动作，通过反复训练，逐渐恢复手部功能。

机器人还可以提供实时反馈，帮助患者准确控制手部动作，最大限度地促进康复效果。

其次，手功能康复机器人还可以提供力量训练，增强患者手部肌肉的力量。

通过机器人的辅助力量，患者可以进行适度的负荷训练，促进肌肉的生长和恢复。

同时，机器人可以记录患者的力量训练数据，进行评估和调整，确保训练的科学性和有效性。

除了康复功能，手功能康复机器人还具有人性化的设计和智能化的交互。

机器人的外观和质料经过精心设计，使患者在使用过程中感到舒适和温暖。

智能化的交互系统可以根据患者的特殊需求进行调整，帮助患者更好地进行康复训练。

在使用手功能康复机器人的过程中，需要有专业的医护人员全程指导和监督。

他们可以根据患者的康复情况和需要，制定个性化的康复计划，并进行定期的评估和调整，确保康复效果最大化。

手功能康复机器人的出现，不仅极大地方便了患者的康复训练，也提升了康复效果和效率。

尤其对于手功能受损的患者来说，机器人辅助康复能够提供更加细致、专业的治疗手段，促进康复的进程。

然而，手功能康复机器人还需要不断完善和改进。

未来，我们可以利用先进的技术如人工智能、虚拟现实等，提升机器人的智能化和交互性。

同时，也需要与临床医生和康复科研人员紧密合作，不断优化康复方案，使康复机器人在康复领域发挥更大的作用。

骨科机器人的研究新进展

骨科机器人的研究新进展摘要近年来，骨科机器人技术在外科手术中的应用取得了显著的进展，提升了手术的精度和效果，推动了个性化医疗的发展。

本文综述了近年来骨科机器人技术的最新研究进展，重点探讨其在关节置换、脊柱手术、创伤手术、韧带重建、微创手术以及手部和肩部手术中的应用。

此外，本文详细介绍了骨科机器人的工作原理、生物信息学与实验研究的结合，并探讨了其未来发展前景。

尽管面临成本和培训的挑战，随着人工智能、深度学习和增强现实等技术的发展，骨科机器人技术有望在未来取得更大的突破，为临床应用提供更好的解决方案。

引言骨科机器人技术的出现和发展极大地改变了传统的外科手术模式。

凭借其高精度、高稳定性和可重复性，骨科机器人为外科医生提供了强有力的技术支持，提升了手术的精度和安全性。

近年来，随着人工智能、深度学习和增强现实等技术的迅猛发展，骨科机器人在各种手术中的应用逐渐普及，极大地推动了个性化医疗的发展。

本文将详细综述骨科机器人技术在各类手术中的最新应用进展，探讨其工作原理、生物信息学与实验研究的结合，并展望其未来发展前景。

骨科机器人研究进展在关节置换手术中，骨科机器人技术的应用已相当广泛。

机器人系统如Mako和ROBODOC通过精确准备骨表面和放置假体，提高了手术的准确性和重复性。

这些系统依靠高精度的导航技术和实时图像引导，使外科医生能够在手术过程中进行精确的骨骼处理和植入物放置。

在脊柱手术中，机器人辅助手术技术主要应用于脊柱融合和矫正手术。

例如，Mazor Robotics的SpineAssist系统用于精确定位和固定脊柱植入物，减少手术时间和并发症。

这些机器人系统依靠图像引导和导航技术，确保植入物的位置和角度的精确性，从而减少手术的创伤和恢复时间。

机器人系统在骨折固定手术中的应用日益广泛。

通过远程操控钻孔导向器，手术的精度和安全性得到了显著提升，减少了X射线暴露的风险。

这些系统能够提供精确的骨折复位和固定方案，减少了手术的复杂性和风险。

智能康复机器人应用技术研究

智能康复机器人应用技术研究随着科技的不断发展，智能康复机器人成为越来越受关注的话题。

智能康复机器人是指利用计算机、机械、电气等技术，为患有运动障碍、感知障碍、认知障碍等疾病的人提供康复治疗的机器人。

在这篇文章中，我们将探讨智能康复机器人的应用技术研究。

一、智能康复机器人的应用背景随着人口老龄化加剧以及现代化的生活方式，各种疾病的发病率也在不断上升，其中包括中风、肌肉骨骼系统疾病、神经系统疾病等。

这些疾病在影响病人的生活质量的同时，也给家庭和社会带来了很大的负担。

传统的康复治疗通常需要专业的医护人员亲自参与，时间和精力的消耗非常大。

而智能康复机器人则能够通过先进的科技手段，为患者提供更加高效、全面、个性化的康复治疗。

因此，研究智能康复机器人技术对于提高康复治疗效果、减轻医护人员工作负担具有重要意义。

二、智能康复机器人的技术特点智能康复机器人的技术特点主要包括人机交互、运动学建模、神经网络和控制技术等。

1. 人机交互：智能康复机器人作为一种康复治疗设备，其最基本需求是与患者进行人机交互。

在人机交互方面，智能康复机器人需要实现自然的交互方式，能够准确识别人的各种动作、语言、面部表情等，同时能够根据患者的不同身体状况和康复需求，自适应地调整治疗方案。

2. 运动学建模：运动学建模是智能康复机器人技术中重要的一个环节，通过对患者的运动学特性进行建模，能够实现运动的跟踪和控制。

同时，运动学建模还能够提供患者康复过程中的实时反馈，帮助患者调整姿势和动作，从而更好地实现康复治疗目标。

3. 神经网络：神经网络是智能康复机器人技术中的关键技术之一。

神经元网络具有类似于人脑神经元的特点，能够进行信息处理和学习。

在智能康复机器人中，神经网络能够实现自适应康复治疗方案，根据患者的实际情况和康复效果进行调整和优化。

4. 控制技术：控制技术是智能康复机器人技术中的关键环节，它能够控制机器人的运动，精确地反馈康复治疗过程中的一系列参数，从而更好地实现康复治疗目标。

医疗康复机器人的设计及研究

医疗康复机器人的设计及研究摘要：根据有关调查显示，至2030年，我国慢性病患病率将高达65.7%，其中80%的慢性病患者需要康复治疗，这使得护理人员的负担越来越重。

本研究课题通过设计出一款可折叠的医疗康复机器人从而提高护理人员的效率，降低了在护理工作中长期背抱患者移位而形成的扭伤等职业病，由于其小巧，因此可塞进汽车后备箱。

设计的展现形式主要通过Solidworks软件画出零件图，并进行装配，之后进行仿真，得到具体数据，其原理是通过控制电机驱动抓手来模拟护理人员手臂将患者抱起的动作，并且可调节电动推杆来控制医疗康复机器人的高度，方便将患者移动到轮椅、床和汽车上。

关键词：移位；折叠；可调节；医疗康复1.总体设计操作装置的设计应以方便护理人员使用为前提，即操作界面应该简单易懂，操作装置。

该操作装置各个按钮的摆放与其控制的各个伺服电机和电动推杆的位置相对应，所代表的方向为护理人员站在医疗康复机器人的后方。

遥控器下方的向下剪头按钮代表控制医疗康复机器人下方的电动推杆的收缩，当电动推杆下降到最低位置后，再按向下剪头按钮，医疗康复机器人将不再有任何反应；遥控器下方的向上剪头按钮代表控制医疗康复机器人下方的电动推杆的伸出，当电动推杆上升到最高位置后，再按向上剪头按钮，医疗康复机器人将不再有任何反应；遥控器左上方左边的向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人背部伺服电机逆时针旋转，即越来越使患者趋于平躺状态；遥控器左上方右边的向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人背部伺服电机顺时针旋转，即越来越使患者趋于坐姿状态；遥控器右上方右边的向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机逆时针旋转，即越来越使患者的腿部趋于抬起状态；遥控器右上方右边的向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机顺时针旋转，即越来越使患者的腿部趋于伸直状态；遥控器右侧最上方向左旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机上方的伺服电机逆时针旋转，此按钮是在医疗康复机器人由使用状态向折叠状态过度时使用，减小机器人占用的空间；遥控器右侧最上方向右旋转样式的按钮代表控制医疗康复机器人腿部伺服电机上方的伺服电机顺时针旋转，此按钮是在医疗康复机器人由折叠状态向使用状态过度时使用。

手康复机设计论文

引言康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。

随着传统机械学、传感技术、生物医学、智能控制技术、计算机技术及其他新兴技术的迅速发展，给生物医学工程领域的医用机器人技术带来了高速发展的契机，促进了医用领域的设备自动化和机器人化。

医用机器人结合了多个学科最新研究和发展的成果，应用于医学诊疗，康复等相关的医学领域，其中，康复机器人占据相当大的比例，如各种假肢、矫形器及用于恢复四肢功能性障碍的康复辅助医疗设备。

康复机器人可细分为辅助型和治疗型两种，辅助型康复机器人主要用来帮助老年人和残疾人更好的适应日常生活和工作，部分补偿了他们弱化的机体功能。

目前，很多国家已经开始进入老龄化社会，据世界卫生组织统计，再过50年，全世界60岁以上的老龄人口将翻一番；另外，疾病、灾难等也造成了大量的残疾人，他们需要大量的看护服务。

康复机器人不但可以照料他们的日常生活，还能帮他们找回自立、自尊的感觉，重新融入社会当中去。

目前，康复机器人已经广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展,也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。

康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合。

20 世纪80 年代是康复机器人研究的起步阶段,美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位。

1990 年以前全球的56 个研究中心分布在 5 个工业区内：北美、英联邦、加拿大、欧洲大陆和斯堪的纳维亚半岛及日本。

1990年以后康复机器人的研究进入到全面发展时期。

目前,康复机器人的研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、假肢和康复治疗机器人等几个方面。

相信随着科学技术的发展，康复设备的研究定会更加深入，得到的关注也会越来越多。

Handy1康复机器人是目前世界上最成功的一种低价的康复机器人系统，现在有100多名严重残疾的人经常在使用它。

一种基于3-UU并联机构的腕关节康复机器人研制

2024年第48卷第4期Journal of Mechanical Transmission一种基于3-UU并联机构的腕关节康复机器人研制田培良刘智飞王炜博马晓宝兰媛（太原理工大学机械与运载工程学院，山西太原030024）摘要在3-UU并联机构基础上研制腕关节康复机器人样机，辅助中风患者进行腕关节康复训练。

回顾了3-UU机构演化过程和自由度，根据3-UU机构的约束关系和几何特性，采用球坐标法和滚动-俯仰-偏航（Roll-Pitch-Yaw，RPY）法分析机构逆运动学，得到机构平台和驱动的关系式；将研制的样机与经典的3-RRR腕关节康复机构进行对比，得出本机构不存在多解和奇异值等优点；对样机运动性能以及前臂两大肌群的肌电信号进行了测试。

实验表明，该机构的最大横滚角度为-90°~90°，俯仰角度为-90°~90°，虚拟偏航角度为-180°~180°，最高能产生950 mV的肌电信号。

上述结果表明，所研制的样机能满足腕关节运动需求，对前臂肌群进行训练。

关键词腕关节训练并联机构逆运动学康复机器人Research and Manufacturing of Wrist Joint Rehabilitation Robots Based onthe 3-UU Parallel MechanismTian Peiliang Liu Zhifei Wang Weibo Ma Xiaobao Lan Yuan(College of Mechanical and Vehicle Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract Based on the 3-UU parallel mechanism, a prototype robot for wrist joint rehabilitation is devel⁃oped to assist stroke patients in wrist joint rehabilitation training. Based on the constraint relation and geometric characteristics of the 3-UU mechanism, the inverse kinematics of 3-UU mechanism is analyzed by spherical co⁃ordinate method and roll-pitch-yaw (RPY) method， and the relation between the platform and the driver is ob⁃tained. Compared with the classic 3-RRR wrist joint rehabilitation mechanism, the developed prototype has no advantages such as multi-solution and singular value. The motion performance of the prototype and the electro⁃myographic signals of the two major muscle groups in the forearm are measured. The experimental results show that the maximum roll angle is -90° to 90°, the pitch angle is -90° to 90°， and the virtual yaw angle is -180° to 180°. The maximum electromyogram (EMG) signal can be generated at 950 mV. The results show that the devel⁃oped model can meet the requirements of the wrist motion and train the forearm muscle group.Key words Wrist joint training Parallel mechanism Inverse kinematics Rehabilitation robot0 引言中风是一种很常见的疾病，会使大部分患者有不同程度的大脑受损，最终导致肢体僵硬。

手部康复机器人技术研究进展

手部康复机器人技术研究进展昌赢;孟青云;喻洪流【摘要】手部康复机器人主要用于手部运动功能障碍患者的康复治疗和日常生活辅助,通过康复辅助训练的手段提高患者手部运动功能,其结构以及控制方式是影响患者康复效果的主要因素.因此对手部康复机器人的结构及控制方式进行总结能为以后的研究方向提供重要参考.本文首先对人体手部特性进行分析,然后对国内外近四年手部康复机器人的结构、手部数据采集方式以及控制模式进行了分类和综述,最后分析了现有手部康复机器人的不足之处,并提出便携的柔性手部康复机器人将会成为研究热点.【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2018(037)006【总页数】7页(P650-656)【关键词】手外骨骼;柔性;自由度;控制模式;传感器【作者】昌赢;孟青云;喻洪流【作者单位】上海理工大学康复工程与技术研究所上海 200093;上海健康医学院上海 201318;上海康复器械工程技术研究中心上海 200093;民政部神经功能信息与康复工程重点实验室上海200093;上海理工大学康复工程与技术研究所上海200093;上海健康医学院上海 201318;上海康复器械工程技术研究中心上海200093;民政部神经功能信息与康复工程重点实验室上海200093;上海理工大学康复工程与技术研究所上海 200093;上海康复器械工程技术研究中心上海200093;民政部神经功能信息与康复工程重点实验室上海200093【正文语种】中文【中图分类】R3180 引言2015年世界卫生组织指出，全球60岁以上的人群已占总人口的12.24%，且这一比例正逐年增加。

而脑卒中作为老龄化人群中的高发病，其发病率高达11.2%[1-2]，已经严重影响了人们的日常生活。

据有关统计，我国每年新增脑卒中患者约为250万，到2020年，我国的脑卒中患者将达到2 000万人[3]。

在由脑卒中引起的偏瘫患者中，以手部功能障碍的人群居多。

科学研究发现，人平均每天要进行约1 500次的抓握动作，是人与外界环境沟通交流的重要工具[4]。

一种手部康复机器人系统[发明专利]

专利名称：一种手部康复机器人系统
专利类型：发明专利
发明人：孟巧玲,陈立宇,姜明鹏,费翠芝,聂志洋,沈志家,喻洪流,焦宗琪,张洪源,孟青云
申请号：CN202011505976.6
申请日：20201218
公开号：CN112494276A
公开日：
20210316
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种手部康复机器人系统，包括与上位机无线通讯的主控装置，两个分别作用在用户手部的执行机构，用于采集运动信息以及系统状态的传感部件，用于给用户施加电刺激的电刺激部件。

主控装置与执行机构、传感部件以及电刺激部件连接，并控制这些部件。

主控装置包括MCU模块、交互模块、驱动模块、数据采集模块、电刺激模块和电源模块，其中，MCU模块作为主控模块，用于处理各个模块上传的数据、接收并下达控制指令，从而控制执行机构工作在多种训练模式下。

本发明与传统的康复训练方法相比，人机交互性能强，能够针对不同肌力等级的患者选择合适的训练模式，并且将协同运动控制策略融入到康复训练以及日常生活辅助当中。

申请人：上海理工大学
地址：200093 上海市杨浦区军工路516号
国籍：CN
代理机构：上海旭诚知识产权代理有限公司
代理人：郑立
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手指康复机械手研究现状

种新型的手部ＣＭ机如图５所示，机构固定大拇指，Ｐ。该单
，１一。Leabharlann Ｐ： — －’ ＿．
独康复食指，ＰＰＰ关节的康复运动采用平面四杆饥构，ＤＩ、Ｉ气动驱动，能达到良好的康复效果，只是并未建立起有效的感知系统，来反馈康复运动信息。
３９
实现运动。如图６所示。
度进行精确控制；（感知能力较差，２）力和位置反馈信息不足，对康复效果在物理上不能作有效的评价；
（安全性有待进一步提高；３）（体积较大，带不便。４）携
（如图７示为我国科研人员研制的一种多关节伺服控６）
【摘要】康复工程已经成为生物医学工程学的重要发展方向。详细介绍了康复手指机械手的国内外现状，研究分析了
不足之处．并探讨了今后的发展方向。
【关键词】手指康复机械手；康复治疗机器人；ＰｃＭ杌【中图分类号】Ｐ４【Ｔ２文献标识码】Ａ【文章编号】１３２７（１） — ９００ —６３００２３ — ２０２０
复的含义足在受创伤或得病后恢复患者肢体或器官的正常的形状或功能。康复工程就是致力于为患者提供此类辅助装置【ｌ】。
目前，康复【程所采用的装置主要依据现代循证医学（ｖ— ＥｉｄｎｅＢｓｄＭｅｉｉｅ简称ＥＭ）连续被动活动（ｏｌ — ｅｅ — ａｅｄｃｎ，Ｂ和ＣｎｉｎＵＬａｓｅｔｎ简称ＣＭ）论，包括踝、一膝一髋、ＯＳｓｉｉ，ＩＰｖＭｏｏＰ理对踝

上肢康复机器人的设计与控制研究

上肢康复机器人的设计与控制研究上肢康复机器人的设计与控制研究摘要：随着人口老龄化等问题的出现，康复机器人在恢复患者肢体功能上扮演越来越重要的角色。

上肢康复机器人设计与控制的研究对于提高患者的生活质量和康复效果具有重要意义。

本论文主要介绍了上肢康复机器人的设计与控制研究的现状和发展趋势，并针对上肢康复机器人的关键技术进行了分析和探讨。

关键词：上肢康复机器人、设计、控制、关键技术1. 引言上肢康复机器人作为一种辅助设备，可以帮助患者进行上肢功能的恢复训练。

尤其对于中风后肢体功能障碍的患者，上肢康复机器人可以有效地帮助其恢复手部的运动功能，提高生活质量。

因此，研究上肢康复机器人的设计与控制对于康复医学领域具有重要的意义。

2. 上肢康复机器人的设计2.1 机械结构设计上肢康复机器人的机械结构设计是整个系统的基础，应考虑到患者的运动范围和手臂的解剖结构。

常见的设计包括机械臂和手部抓取装置。

机械臂设计需要具备足够的自由度和承重能力，以适应不同运动轨迹和力量要求。

手部抓取装置需要能够模拟人手的运动，并具有足够的灵活性和抓取力度。

2.2 传感器设计上肢康复机器人的传感器设计用于获取患者的运动状态和力量信息，以实现对机器人的精确控制。

常见的传感器包括惯性传感器、力传感器和表面电极。

惯性传感器可以用于监测患者的运动姿势和速度，力传感器可以测量机器人和患者之间的力量交互，表面电极可以用于监测患者的肌电信号。

3. 上肢康复机器人的控制3.1 控制策略上肢康复机器人的控制策略需要具备良好的实时性和灵活性，以适应患者的不同康复需求。

常见的控制策略包括PID控制、自适应控制和模糊控制。

PID控制可以实现机器人的位置和力量控制，自适应控制可以根据患者的运动状态调整控制参数，模糊控制可以处理非线性和模糊的控制问题。

3.2 运动规划上肢康复机器人的运动规划是指根据患者的运动轨迹生成机器人的运动路径，以实现恢复训练。

常见的运动规划算法包括逆向运动学和遗传算法。