上肢康復機器人結構設計及運動仿真（結構設計）（全套cad圖）

1、黑龍江工程學院學院本科生畢業(yè)設計0第 1 章 緒論1.1 概述據報道，我國 60 歲以上的老年人已有 1.43 億，占全國人口的 11％，到 2050 年將達到 4.37 億。在老齡人群眾中有大量的腦血管疾病或神經系統疾病患者，這類患者多數伴有偏癱癥狀[1]。近年由于患心腦血管疾病使中老年患者出現偏癱的人數不斷增多，而且在年齡上呈現年輕化趨勢。與此同時，由于交通運輸工具的迅速增長，因交通事故而造成神經心痛損傷或者肢體損傷的人數也越來越多

2、。在我國數以百萬計的有神經科疾病病史和受到過意外傷害的患者需要進行康復治療，僅以中風為例，每年大約有 600，000 中風幸存者，其中的二百萬病人在中風后存在長期的運動障礙。隨著國民經濟的發(fā)展，這個特殊群體已得到了更多人的關注，為了提高他們的生活質量，治療、康復和服務于他們的產品的技術和質量也在相應地提高。隨著機器人技術和康復醫(yī)學的發(fā)展，在歐洲、美國和日本等國家，醫(yī)療康復機器人的市場占有率呈逐年上升的趨勢，僅預測日本未來機器人市場，20

3、05 年醫(yī)療、護理、康復機器人的市場份額約為 250，000 美元，而到 2010 年將上升到 1，050，000 美元，其增長率在機器人的所有應用領域中占據首位。因此，服務于四肢的康復設備的研究和應用有著廣闊的發(fā)展前景[2]。 康復機器人是康復設備的一種類型?？祻蜋C器人技術早已廣受世界各國科研工作者和醫(yī)療機構的普遍重視，其中以歐美和日本的成果最為顯著。在我國康復醫(yī)學工程雖然得到了普遍的重視，而康復機器人研究仍處于起步階段，一些簡單康

4、復器械遠遠不能滿足市場對智能化、人機工程化的康復機器人的需求，有待進一步的研究和發(fā)展。由于康復訓練機器人要與人體直接相連，來帶動肢體進行康復訓練，所以對驅動器的安全性、柔性的要求較高。康復肢體運動功能用機械肢體組合系列機器人,是多種同類機器人屬于機器人領域,解決了本人發(fā)明的實用新型專利半身不遂患者康復學步機,只能帶動人的大小臂大小腿康復運動功能,而不能帶動手腳各關節(jié)運動的重大不足,主要技術特征是將半身不遂患者康復學步機略加改進后,在學步

5、機的小臂絞鏈桿上安裝了可以帶動人手腕關節(jié)手指各個關節(jié)都能運動的機械手托板,在小腿鉸鏈桿上安裝了可以帶動人腳踝腳指各個關節(jié)都能運動的機械腳托板后實現的,用途是康復肢體運動功能,帶動患肢的各個關節(jié)、每塊骨骼、每塊肌肉、每個筋鍵、每條神經都在作黑龍江工程學院學院本科生畢業(yè)設計2對樣機進行了改造，也使得 Handy1 成為歷史上最成功的康復機器人。圖 1.1 是Handy1 康復機器人原型，圖 1.2 是康復機器人正在對患者進行康復訓練。（2）

6、基于輪椅的機械手。這種機器人是安裝在輪椅上的，是因為輪椅的移動擴大了機械手的工作范圍，同時由于安裝基座的改變致使機械手的剛性下降和抓取精度的降低，這種機械手也只是用于用于輪椅的患者，這是一點不足。這種機械手已經成為面向應用的流行設計，KARES[5]系統，就是一種基于輪椅的機械手系統，在電動輪椅上安裝了一個六自由度的機械手，能夠幫助行動不便的老人和殘疾人獨立的行動。隨著只能輪椅的研究發(fā)展，這種機械手也將會有很廣泛的發(fā)展和應用。圖 1.1

7、 Handy1 圖 1.2 工作中的 Handy1（3）基于移動機器人的機械手。這類機械手是目前最先進的康復機械手，這種機械手安裝在移動的機器人或者半自主的小車上從而適用于更多的患者使用，同時擴大了機械手的活動空間并提高了抓取的精度。S. Tachi 等人在 MIT 日本實驗室研制了一種移動式康復機器人 MELDOG[6] ，作為“倒盲狗”以幫助盲人完成操作和搬運物體的任務。法國 Evry

8、大學研制了一種移動式康復機器人 ARPH[7]，使用者可以從工作站實施遠程控制，使移動機器人實現定位和抓取工作。這種機械手系統都是需要由視覺、靈巧操作、運動、傳感、導航及系統控制等電子系統組成，要求比較高，價格也是相對的比較昂貴。2、康復治療機器人研究現狀康復治療機器人是康復醫(yī)學和機器人技術的完美結合，不再把機器人當作輔助患者的工具，而是把機器人和計算機當作提高臨床康復效率的新型治療工具?？祻椭委煓C器人在醫(yī)療實踐上主要是用于恢復患者肢體