外骨骼式上肢康复机器人设计与研究

"基于外骨骼的可穿戴式上肢康复机器人设计与研究" 本文主要探讨了设计和研发一种基于外骨骼原理的4自由度上肢康复机器人，旨在辅助患者进行高强度和标准化的康复训练。该康复机器人针对肩关节的外展/内收、上摆/下摆、旋转以及肘关节的屈/伸这4个自由度进行设计，以满足对人体上肢全面的康复需求。 在设计过程中，研究者首先遵循康复医学的理论，明确了正常人体手臂各关节的运动范围，确保设计出的机器人能够覆盖这些范围。接着，他们以最小化驱动力矩为目标，进行了结构设计，以降低机器人的能耗并提高其工作效率。结构设计完成后，通过运动学和动力学仿真分析，对设计进行了验证和优化，确保机器人的运动性能和稳定性。 在硬件设计的基础上，研究人员还开发了康复机器人在连续被动康复运动（CPM）模式下的控制系统。CPM模式是一种常见的康复治疗方法，通过持续、缓慢的关节运动来促进肌肉松弛和关节灵活性恢复。这种模式的控制系统设计旨在使机器人能精确地模拟人体自然运动，对患肢提供温和而持久的牵引力，以帮助恢复关节功能。 实验结果显示，该外骨骼康复机器人易于穿戴，其运动自由度与人体关节的运动轴线对齐，可以有效支撑和牵引上肢的不同部位，特别是在前臂和后臂。同时，它能在各个关节处精确施加牵引力，从而实现对患者的个性化康复治疗。 关键词：外骨骼；康复机器人；ADAMS优化；连续被动康复运动 该研究对于提升康复治疗的精准性和效率具有重要意义，同时也为未来的可穿戴康复设备发展提供了新的思路和技术基础。通过结合先进的机械设计、仿真技术和康复医学理论，这种外骨骼康复机器人有望成为现代医疗康复领域的重要工具。