軟體外骨骼手部康復機器人的研究.pdf

1、中風被醫(yī)學界公認為是威脅人類健康的三大疾病之一，而中風后導致偏癱的概率達百分之五十以上，此類患者的康復需求引起了社會極大關注。為解決現階段手部康復機器人研究成果中存在的一些問題如結構復雜、不便攜、存在安全隱患等，本課題設計了一套軟體外骨骼式機器人系統，用于輔助偏癱患者在康復初期進行手指的屈伸運動訓練。該系統操作簡單、質輕、便攜，且消除了潛在的安全隱患。系統包括軟體外骨骼手套、計算機、表面肌電信號采集設備、微型真空泵、電磁閥組及多個控制器

2、。
　　系統中的軟體外骨骼手套主體部分是軟體執(zhí)行器。軟體執(zhí)行器是一種柔軟的、內部有中空腔體的半圓柱形硅膠條，內部充入空氣后可實現單向彎曲伸展。軟體執(zhí)行器設計的好壞直接影響系統的性能。因此本文以人手生物學特性為基礎，重點敘述了軟體執(zhí)行器的設計和制作過程，并通過有限元軟件ABAQUS進行多結構形變仿真，增加設計可靠性。
　　本系統采用氣動驅動，在控制系統設計過程中，首先進行了氣泵和電磁閥的選型，然后通過氣路分流方案實現了單氣泵對

3、多個軟體執(zhí)行器的驅動，大大降低了系統成本與重量。系統實現了兩種控制方式：肌電控制、上位機控制。肌電控制實現了由人體表面肌電信號控制系統的運行，并且肌電信號可通過無線接收設備輸入計算機，實現了信號的遠距離采集，增加了系統的使用靈活性，但通過肌電控制的系統只能實現執(zhí)行器的連續(xù)動作。上位機控制是通過計算機端給下位機發(fā)出控制命令，控制更直接準確，且比肌電控制增加了暫停模式，有利于系統實施除運動訓練外的輔助抓取功能。肌電控制可隨時切換為上位機控制