气动肌肉驱动的穿戴式手功能康复机器人及其康复效果

"本文介绍了一种新型的穿戴式手功能康复机器人，专为中风和脑外伤患者设计，利用气动肌肉驱动，帮助患者进行手指多关节复合运动功能的训练。该机器人具有3个自由度，能通过角度和力传感器获取患手与机器人的状态信息，结合虚拟现实技术创建康复训练的虚拟环境，增强患者的训练兴趣和康复效果。通过PID控制器进行临床实验，实现了关节角度的三次样条参考轨迹跟踪，实验表明该康复机器人的设计有效且实用。" 这篇摘要中涉及的主要知识点包括： 1. **穿戴式康复机器人**：这是一种专为中风和脑外伤患者设计的新型设备，可以直接穿戴在手上，进行康复训练。 2. **气动肌肉驱动**：机器人采用气动肌肉作为动力源，这种技术模拟人体肌肉的工作方式，能提供柔和而可控的动力，适合康复训练中的轻柔运动。 3. **多关节复合运动**：康复机器人能辅助患者完成多个手指关节的复合运动，有助于恢复手部的精细动作能力。 4. **3个自由度**：机器人设计有3个自由度，这意味着它可以在三个维度上进行独立的运动控制，以适应手部复杂的运动需求。 5. **角度和力传感器**：传感器用于监测患手与机器人的状态，实时反馈数据，确保训练的精确性和安全性。 6. **虚拟现实技术**：通过虚拟现实技术创造的康复训练环境，可以提高患者的参与度和兴趣，使得训练过程更具吸引力，从而可能提升康复效果。 7. **PID控制器**：在临床实验中，采用PID控制器来控制关节的运动，实现准确的轨迹跟踪，这是自动化控制领域的常见方法，确保了康复训练的精确性。 8. **三次样条参考轨迹跟踪**：这是一种数学方法，用于平滑和优化关节的角度变化，使康复训练更加自然和流畅。 9. **临床实验验证**：通过实际的临床试验，证明了该康复机器人的设计不仅可行，而且在改善患者的手部运动功能方面具有显著的效果。 这些知识点展示了康复工程、生物力学、传感器技术、控制理论以及虚拟现实技术在医疗康复领域的应用，是现代科技与医疗健康领域交叉的一个典型示例。