運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)的主要功能是為腦卒中患者提供上肢關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)康 復(fù)訓(xùn)練,主要是通過(guò)與患者建立的空間物理聯(lián)接以物理交互和感知交互的方式實(shí)現(xiàn)。外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)和人體緊密聯(lián)接,相互作用,相互影響,協(xié)同完成運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)。由于腦卒中患者的生理和心理較常人更顯脆弱,外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)在物理交互和感知交互兩個(gè)方面需要進(jìn)行嚴(yán)格的功能和可靠性測(cè)試,確保在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)環(huán)境中將存在的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)并解決,再用于臨床康復(fù)訓(xùn)練。
運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)(下圖)主要包括主、從外骨骼機(jī)器人系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和人機(jī)交互界面等。主、從外骨骼機(jī)器人具有相同的七自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu),可安裝在不同支架供理療師和患者單獨(dú)穿戴,也可安裝在同一支架由患者健肢和患肢分別穿戴。支架高度可大范圍調(diào)節(jié),適應(yīng)穿戴者的坐姿和站姿狀態(tài)。主、從外骨骼機(jī)器人可以方便地變換姿態(tài)適應(yīng)左右側(cè)上肢,上臂和前臂的桿件長(zhǎng)度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同身材的患者。主外骨骼機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)自由度安裝了高精度編碼器,實(shí)時(shí)記錄關(guān)節(jié)角度,從外骨骼機(jī)器人的關(guān)節(jié)自由度相應(yīng)的安裝了獨(dú)立的電機(jī)和齒輪減速箱組合, 直接驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。人體與外骨骼機(jī)器人通過(guò)位于上臂、前臂和手部的柔性綁帶聯(lián)接,保證訓(xùn)練舒適性。
此外,系統(tǒng)根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練方式制定了相應(yīng)的智能控制策略,理療師通過(guò)人機(jī)交互界面可以選擇合適的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式,操作主從外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)展康復(fù)訓(xùn)練??祻?fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)記錄每次訓(xùn)練過(guò)程中患者運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù), 方便理療師進(jìn)行定量分析和比較,制定具有針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練方案。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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