手作為人類活動(dòng)靈巧性最高的器官,在我們的日常生活中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。但是腦卒中或者外傷術(shù)后等傷害經(jīng)常造成手部功能障礙,給患者日常生活帶來了極大影響。因此手部運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療引起極大的關(guān)注。傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練都是依靠治療師一對(duì)一手動(dòng)幫助患者完成動(dòng)作,康復(fù)訓(xùn)練效率極低,不能滿足患者的需求,所以智能化手部康復(fù)設(shè)備逐步發(fā)展起來。本文研究的柔性手指康復(fù)機(jī)器人是幫助這些腦卒中等手部運(yùn)動(dòng)障礙患者有效康復(fù)的訓(xùn)練設(shè)備。首先對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有柔性手指康復(fù)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析,并以現(xiàn)有設(shè)備存在的優(yōu)點(diǎn)和不足作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),盡可能設(shè)計(jì)出可以更好服務(wù)患者的外骨骼手指康復(fù)設(shè)備;本論文采用新型智能材料形狀記憶合金絲來進(jìn)行驅(qū)動(dòng),該材料具有柔順性好、高功率比、驅(qū)動(dòng)簡單等特點(diǎn),極大的減輕了設(shè)備的體積和重量;目前大多數(shù)的外骨骼康復(fù)機(jī)器人都是由連桿轉(zhuǎn)動(dòng)副和電機(jī)等剛性部件組成,使得整個(gè)設(shè)備的便攜性和佩戴的舒適性方面受到很大的限制,本論文研究的手指康復(fù)機(jī)器人采用柔性線驅(qū)結(jié)構(gòu),節(jié)省空間,攜帶方便,并且佩戴上更具舒適性。另外本文研究的手指康復(fù)機(jī)器人在控制方面以樹莓派作為主控板,它相當(dāng)于一個(gè)微型電腦,功能強(qiáng)大,擁有眾多接口,可以連接各種外部設(shè)備,極大的豐富了康復(fù)設(shè)備的功能性,優(yōu)異的操控性和人機(jī)交互性能使得康復(fù)設(shè)備能夠更好的完成病人的康復(fù)訓(xùn)練。本文研究的手指康復(fù)機(jī)器人采用PID的控制方法,結(jié)合肌電信號(hào)進(jìn)行控制,可以實(shí)現(xiàn)多種康復(fù)模式,能夠更好的對(duì)患者進(jìn)行康復(fù)治療。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP242;R496
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論.1 國外研究現(xiàn)狀通過查閱各種文獻(xiàn)，在各種類型的康復(fù)機(jī)器人中外骨骼康復(fù)機(jī)器人與其他獨(dú)到的優(yōu)越性。外骨骼康復(fù)機(jī)器人一般可以分為剛性外骨骼康復(fù)機(jī)器人和骼康復(fù)機(jī)器人，在便攜性和舒適性方面，柔性康復(fù)機(jī)器人具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)性手部康復(fù)機(jī)器人按照驅(qū)動(dòng)主要分為有驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人和無驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。有驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人主要應(yīng)用于腦卒中或者偏癱患者的早期手部基本無活動(dòng)能力，該機(jī)器人較為智能化，可以對(duì)患者進(jìn)行主動(dòng)和被動(dòng)復(fù)康復(fù)。無驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人主要應(yīng)用于腦卒中或者偏癱患者的中后患者手部具有一定的活動(dòng)能力，該機(jī)器人主要應(yīng)用于患者手部動(dòng)作的矯形種傳感器和豐富的人機(jī)交互界面。

性手部康復(fù)機(jī)器人按照驅(qū)動(dòng)主要分為有驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人和無驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。有驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人主要應(yīng)用于腦卒中或者偏癱患者的早期手部基本無活動(dòng)能力，該機(jī)器人較為智能化，可以對(duì)患者進(jìn)行主動(dòng)和被動(dòng)復(fù)康復(fù)。無驅(qū)動(dòng)的手部康復(fù)機(jī)器人主要應(yīng)用于腦卒中或者偏癱患者的中后患者手部具有一定的活動(dòng)能力，該機(jī)器人主要應(yīng)用于患者手部動(dòng)作的矯形種傳感器和豐富的人機(jī)交互界面。圖 1-1 Seabo 手部康復(fù)手套

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文穿戴后可以對(duì)物體進(jìn)行更好的抓握；圖 1-2 為韓國 Repael 公司開發(fā)的一款智能手指康復(fù)手套，其結(jié)構(gòu)簡單便攜，具有豐富的位置傳感器，以及較好的人機(jī)交互界面。上述產(chǎn)品舒適安全而且便攜，但是其沒有驅(qū)動(dòng)設(shè)備，只能應(yīng)用于康復(fù)中期和后期的腦卒中和偏癱患者的康復(fù)訓(xùn)練，適用人群受到限制。針對(duì)這個(gè)問題以色列開發(fā)出一款適用全時(shí)期病人的柔性康復(fù)手套 Hand Tutor[19]，如下圖 1-3 所示。區(qū)別于上述的物理驅(qū)動(dòng)和矯形約束方法，這款產(chǎn)品采用功能性電刺激治療的方法，通過在手套上植入電極刺激肌肉來輔助患者手部進(jìn)行運(yùn)動(dòng)同時(shí)該手套上還有豐富的傳感器，便于患者進(jìn)行更好的人機(jī)交互，更好的進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。
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