上肢康复训练机器人的研究进展及前景.pdfVIP

机器人 技术应用 栏目主持：刘远江 上肢康复训练机器人的研究进展及前景 o 李会军 宋爱国 东南大学仪器科学与工程系 [摘 要]利用机器人技术进行康复训练是康复治疗的重要手段之一。依据康复医疗训练机器人技术的发 展意义及社会需求，结合该领域的研究背景、发展现状及趋势，回顾了国内外近些年来的研究进展和主要 研究成果，分析了本地上肢康复训练机器人、基于网络的康复训练机器人和基于虚拟环境的康复医疗训 练机器人的系统构造及其应用，着重介绍了一对多力觉辅助远程康复训练机器人系统的设计与特点,指出 了待解决的问题,并分析了上肢康复医疗训练机器人在机械设计、控制器设计、力觉辅助、多路复用及评 价策略等方面的发展趋势。 [关键词]机器人技术 力觉辅助 远程康复 虚拟环境 多路复用 [Abstract] methods ment status in this field, m structure and application of local reha oduced respecti vely. system is recommended in detail. The patients and the t t home. Not only video images but also position and force information is sent to the server. In this way, apy planning according the st xing and evaluation mechanism are emphasized. [Key words] 一、引言 我国是中风病的高发地区之一，在幸存者中约70%80%的病人留有不同程度的残疾。对于中风病人，对 ~ 其偏瘫部位进行康复训练是十分重要和关键的医疗手段，及早进行康复训练可以大大减少残疾的可能性。传 统的康复治疗中，治疗师手把手地对患者进行一对一的康复训练，这种方式的训练效率和训练强度难以保证， 训练效果受到治疗师水平的影响，而且缺乏评价训练参数和康复效果关系的客观数据，难以对训练参数进行 优化以获得最佳治疗方案。 [作者简介] 李会军，博士，南京东南大学仪器科学与工程系,主要研究领域为：遥从作机器人、虚拟环境技术 32 机器人 技术应用 栏目主持：刘远江 为了减轻家庭和社会的经济负担，提高康复训练效率，研究者们将机器人技术应用于康复领域，既 可提供有效的康复训练，又不增加临床医疗人员的负担和卫生保健的成本。另外，机器人可以记录详实的 治疗数据及图形，能提供客观、准确的治疗和评价参数，有助于机器人辅助治疗偏瘫研究的深入开展， 具有改善康复效果和提高康复效率的潜力。近年来，国外一些研究机构开展了上肢康复机器人的研究，已 得到一些初步的结论。 二、上肢康复机器人的研究进展 上肢康复医疗训练机器人系统经过十几年的发展，从系统结构上分，主要包括三个阶段： 1、本地康复医疗训练机器人系统 1991年，MIT设计完成了第一台上肢康复训练机器人系统MIT-MANUS，该设备采用五连杆机构，末端阻抗 较小，利用阻抗控制实现训练的安全性、稳定性和平顺性，用于病人的肩、肘运动，如图1所示。MANUS具有辅助 或阻碍手臂的平面运动功能，可以精确测量手臂的平面运动参数，并通过计算机界面为患者提供视觉反馈，在 临床应用中取得了很好的效果。在此基础上，他们又研制了用于腕部康复的机械设备，可以提供三个旋转自由 度，并进行了初步的临床实验。与一般工业机