基于下肢康復機器人虛擬現(xiàn)實技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，簡稱VR)技術，是一門新興的綜合性信息技術，在眾多領域擁有廣泛的前景，如軍事、制造業(yè)、建筑工程、人文教育、醫(yī)療康復、娛樂文化等。借助于虛擬現(xiàn)實技術，進行下肢康復訓練可以打破傳統(tǒng)的康復訓練模式，提高康復患者的積極性和趣味性。本文利用虛擬現(xiàn)實技術構建大型VRML虛擬漫游場景，并進行了人機交互的實現(xiàn)，主要的研究內容包括：
　　首先，本課題是在充分分析虛擬現(xiàn)實技術的特點、系統(tǒng)建模方法和硬件交互設備

2、的基礎上，結合下肢康復理論，提出了在己設計出的下肢康復機器人中引入虛擬現(xiàn)實康復漫游場景，進行了漫游場景的規(guī)劃，并構建出用于下肢康復機器人的高沉浸度的虛擬漫游場景。
　　然后，提出了下肢康復機器人主動輔助的控制訓練模，進行了硬件模塊的選型、足底壓力采集、放大電路設計，根據(jù)下肢康復控制系統(tǒng)的設計準則，搭建出一套下肢康復機器人控制系統(tǒng)，并進行了實驗結果的驗證，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、響應迅速。
　　其次，根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術要求，分別從非編

3、程式和編程式兩方面進行人機交互功能的設計與初步實現(xiàn)，設計了場景自動漫游的功能，利用“陀螺儀”模塊實現(xiàn)虛擬視點的轉向，利用了51單片機模擬PS/2鍵盤，并與PC機進行通訊，實現(xiàn)了康復機器人與虛擬視點的同步運動。
　　最后，本課題利用VRML語言及3DS MAX建立了虛擬城市漫游場景，應用于上肢康復機器人對患者的康復訓練，高度沉浸性的虛擬場景及快速響應的實時人機交互，既增加病人的康復積極性，減輕康復醫(yī)護人員的負擔，又極大地提高了訓練效