手指康复机器人：末端牵引设计与柔顺控制

"末端牵引式手指康复机器人设计及其柔顺控制方法" 本文主要探讨了针对脑卒中等疾病引起的手指运动障碍的康复设备创新设计，尤其是解决现有康复设备存在的柔顺性不足和空间适应性差的问题。作者团队，包括王洪波、闫勇敢、王辛诚和林木松，提出了一个全新的末端牵引式手指康复机器人方案，该机器人旨在实现手指的屈伸和收展功能。 首先，设计的机器人采用了末端牵引的方式，这允许它更灵活地适应手部的复杂结构，尤其是在手部狭小的空间内进行有效的康复训练。通过对人机模型的运动学和动力学分析，确保了机器人在运动过程中的精确性和安全性。此外，设计过程中考虑了人手的生理特性和康复需求，以提高康复效果。 其次，文章提出了一种基于手指训练位姿的阻抗控制模型。这个模型的核心是变刚度设计，它允许机器人根据不同的训练阶段和位置动态调整其刚度，以适应训练过程中手指关节的不同状态。这样的设计能够更好地模拟人体组织的柔韧性，减少训练过程中的不适感和潜在伤害。 为了验证机器人的性能，作者们建立了一个实验平台，进行了实际操作和测试。实验结果显示，这种变刚度设计能够有效地实现预设的刚度变化，而基于手指位姿信息的阻抗控制器则确保了训练过程中的柔顺性控制，提高了康复治疗的安全性和有效性。 关键词涵盖的领域广泛，包括机械电子工程、手指康复机器人、变刚度控制、阻抗控制和柔顺性。这些关键词表明该研究不仅涉及硬件设计，还深入到控制策略的优化，为未来的康复机器人技术提供了新的理论依据和技术支持。 这篇首发论文为改善脑卒中患者和其他手部运动障碍患者的康复效果提供了创新思路和实践方案，其设计的康复机器人具有良好的柔顺性和空间适应性，对于提升康复治疗的个性化和舒适度具有重要意义。同时，提出的阻抗控制模型和变刚度设计方法也为相关领域的研究和发展提供了有价值的参考。