基于共轴球面并联3RRR机构的手腕康复装置研制

针对中风患者腕部运动功能障碍及康复训练问题,提出了一种基于共轴球面并联3RRR机构的手腕康复装置.该装置由3个电机驱动,末端执行机构能够实现球面运动,以模拟手腕3自由度复合运动,实现手腕康复训练.为了达到紧凑性设计的目的,采用了三轴共轴球面并联机构和同步带传动的设计方案.在此基础上,建立手腕康复装置运动学数学模型,获得了电机输入角度与末端执行机构输出位姿之间的关系;并确定康复装置的工作空间:绕X轴旋转最大角度为32°,绕Y轴旋转最大角度为37°,绕Z轴全周旋转.最后,加工出实验样机进行实验验证.结果表明,该装置运转平稳,工作空间内不存在卡死现象.     

训练器箱体悬臂结构的振动分析及解决方法

介绍下肢康复训练器箱体旋臂结构振动分析的过程,提出消除振动的解决方案.指出该类结构产生振动的一般原因,提出消除该类结构振动的一般方法.     

5-DOF上肢康复机械臂交互式康复训练控制策略

设计一种5-DOF穿戴式偏瘫上肢康复机械臂系统,提出被动和主动两阶段的交互式康复训练控制策略。在被动训练中,根据偏瘫患者上肢单侧受损的特点,提取偏瘫患者的健侧上肢4块肌肉的表面肌电信号(Surface electromyogram, sEMG) 作为康复机械臂的控制信号,利用AR参数模型和BP神经网络来理解患者的运动意图,驱动机械臂辅助患侧上肢实现特定的康复训练动作。在主动训练中,通过实时获取各关节力矩信号来判断人体上肢的运动所产生的作用力方向与大小,并利用比例控制器和运动学雅可比逆矩阵控制康复臂末端速度、驱动各关节运动。试验结果证明了提出方法的正确性和有效性。     

体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统

为辅助患肢进行自主康复训练,研制了一种体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统。设计了可穿戴式三自由度上肢康复机械臂,利用Kinect传感器提取人体6个骨骼关节点数据,计算所需控制参数,将健肢的体势动作转化为控制信号,控制机械臂带动患肢做镜像或同步运动康复训练。搭建了上肢外骨骼康复机器人系统实验平台,分别进行了单关节镜像控制和多关节联动同步控制穿戴实验,系统具有良好的体感控制随动性能,能满足上肢康复训练的要求。     

踝关节章动式康复运动轨迹规划

作为一种常见的骨骼损伤方式,踝关节损伤的康复过程十分漫长。现有研究中规划的踝关节康复轨迹模式较单一、且容易造成踝关节的二次损伤。为避免踝关节的二次损伤,需要对其康复运动轨迹进行精心规划。有鉴于此,提出一种混联式踝关节康复装置,并提出一种基于章动原理的康复运动轨迹规划方法。结合踝关节康复运动的安全性要求,借助生物力学软件AnyBody分析了不同位姿下相关肌肉的活动度,进而确定了章动式踝关节康复运动轨迹的章动角。在此基础上,通过运动学推导,给出了混联式踝关节康复装置中各推杆的位移。最后,以所提混联式踝关节康复装置为对象搭建系统的运动控制平台,并通过激光跟踪仪对动平台上的运动参考点进行跟踪。理论和实测数据对比表明,所提章动式踝关节康复运动轨迹能实现跖屈/背屈、内翻/外翻的复合运动,并满足康复安全性要求。所设计的混联式踝关节康复装置及章动式康复运动轨迹可为踝关节患者的康复训练提供有效的解决方案。     

远红外丙纶的性能研究

系统测试了采用共混纺丝法研制出的远红外丙纶及织物的物理机械性能、远红外发射性能、保温性能、耐洗涤性能和抗菌性能，并对用远红外丙纶加工的护腿的医疗保健作用进行了临床检测。进而讨论了远红外丙纶及织物的医疗保健作用机理。     

穿戴式下肢外骨骼助行器的研究与应用

对穿戴式下肢外骨骼助行器的研究,在设计和开发上提出新的思路。在设计中应注重低功耗,穿戴舒适轻便,高安全性等性能,将会给下肢神经受损患者带来更多的方便。穿戴式下肢外骨骼助行器作为康复辅具中新兴的移动辅具,具有广阔的市场前景,在下肢瘫痪和膝关节活动受限患者中起到了积极的辅助治疗作用。     

坐姿下肢康复机器人的运动学分析及运动仿真

针对中风偏瘫患者及意外事故造成基本运动能力丧失的患者,研制了一种新型坐姿下肢康复机器人。采用连杆机构模型,模拟人体下肢运动,通过连杆带动人的髋、膝、踝关节运动,对其损伤组织进行相应的康复训练。利用解析法对机器人的运动过程进行分析,推导出各构件的运动方程及运动参数。基于运动学分析,运用MATLAB软件推导原动件控制规律,设计一种康复训练模式,再用ADAMS软件进行仿真。根据仿真结果对训练方案进行修正,以进一步优化设计。     

基于GSM的远程外骨骼下肢康复机器人系统的设计与实现

根据下肢康复的需要,结合已有的外骨骼下肢康复机器人技术,使用GSM构建了一个远程的下肢康复系统。系统使用短信服务实现康复信息的远程监控,并具有信息管理功能。同时,系统可以实现责任医务人员与系统维护人员的定制短消息提醒服务。此系统可以作为基于物联网的智慧医疗系统的子系统进行应用,以实现社区康复或家庭康复的需求。     

医疗机器人技术发展综述

医疗机器人在过去几十年获得了飞速发展,根据医疗机器人的功能和用途将医疗机器人分为:神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人、假肢外骨骼机器人、辅助康复机器人和胶囊机器人。分别对当前已经商用化的代表性的医疗机器人做了介绍,对其功能、主要技术指标、优缺点做出对比和描述。探讨医疗机器人当前主要的前沿研究问题,对医疗机器人关键技术和难点问题做出分析和讨论,对医疗机器人未来的发展方向和机遇做了展望。