基于力反饋的遠(yuǎn)程上-下肢康復(fù)機(jī)器人研究.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人已經(jīng)廣泛地運(yùn)用于中風(fēng)患者的康復(fù)鍛煉中，成為康復(fù)工程領(lǐng)域的重要研究前沿之一。我國殘障人數(shù)總計(jì)約6700萬，是世界殘障者最多的國家；我國65歲以上的老年人口占全國人口總數(shù)的11％以上，并有持續(xù)增長的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2010年將超過2億，而我國現(xiàn)在的康復(fù)治療師基數(shù)卻僅有5460人。如此大的供需差距而我國的康復(fù)機(jī)器人研究才剛剛起步，因此本課題的研究具有重要的應(yīng)用前景和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 遠(yuǎn)程康復(fù)機(jī)器人的研制不僅有助于解決傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練

2、方法迫切需要解決的問題，而且可以幫助康復(fù)醫(yī)師制定出更為客觀的康復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而為更加深入的了解康復(fù)規(guī)律提供了可能。本文通過對(duì)國內(nèi)外康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用情況的總結(jié)，提出了基于力反饋的遠(yuǎn)程上/下肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，具體研究如下：
　　 根據(jù)基于力反饋的遠(yuǎn)程上/下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用場合和應(yīng)用對(duì)象，通過對(duì)各種設(shè)計(jì)方案的比較和選擇，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的選擇、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇

3、和軟件開發(fā)環(huán)境的選擇等，并根據(jù)市場需求提出了一種集上肢和下肢康復(fù)鍛煉于一體的家用/社區(qū)醫(yī)院用的遠(yuǎn)程康復(fù)機(jī)器人。
　　 為了便于康復(fù)治療師能夠方便地遠(yuǎn)程監(jiān)控和指導(dǎo)患者的康復(fù)鍛煉，本文設(shè)計(jì)了便攜式的肌電信號(hào)和血氧飽和度測量儀，它可在線檢測患者康復(fù)鍛煉過程的肌電信號(hào)，隨同視頻信號(hào)、力信號(hào)和運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)一起反饋給康復(fù)治療師。整個(gè)系統(tǒng)以C8051F340單片機(jī)為核心，完成了傳感器數(shù)據(jù)采集，力矩電機(jī)以及磁流變阻尼器的驅(qū)動(dòng)等，并加入了隔離電路

4、，為整個(gè)系統(tǒng)的正常安全的工作提供了硬件上的保障。
　　 利用Viusal C++設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程康復(fù)機(jī)器人的PC機(jī)控制軟件，其中包括基于Directshow的視頻數(shù)據(jù)采集、基于Socket的網(wǎng)絡(luò)通訊程序、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲軟件，用于保存患者康復(fù)信息的數(shù)據(jù)庫程序，實(shí)現(xiàn)了患者的在康復(fù)治療師遠(yuǎn)程監(jiān)控下的康復(fù)鍛煉以及康復(fù)信息的保存。
　　 實(shí)驗(yàn)證明，該康復(fù)系統(tǒng)有良好的適用性和有效性，其運(yùn)行安全、可靠，并能夠充分的調(diào)動(dòng)患者的康復(fù)鍛煉積極