手指康復訓練機器人系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、近年來中風病在我國的發(fā)病率逐年增加，中風是一組以腦缺血及出血性損傷癥狀為主要臨床表現(xiàn)的疾病，具有極高的致死率和致殘率，是中老年人的常見病、多發(fā)病。在腦卒中的諸多后遺癥中，手部功能障礙是腦卒中后偏癱患者最常見的障礙之一，嚴重影響患者的日常生活活動，給患者家庭和社會帶來了沉重的負擔。
　　隨著人口老齡化趨勢的加快，偏癱患者逐年增加，而康復醫(yī)師和康復資源卻十分匱乏，因此大多數(shù)患者傾向于選擇在家里自行訓練，致使訓練強度不夠、訓練方法欠缺科

2、學性及訓練步驟模糊等，導致更多患者貽誤了康復的最佳時機而逐步喪失了手部的機理機能。隨著計算機科學技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)開始應用于康復醫(yī)療領(lǐng)域，發(fā)展康復醫(yī)療機器人，利用康復醫(yī)療機器人緩解醫(yī)師數(shù)量緊缺的矛盾并使患者得以自行訓練，將是未來我國家庭護理的發(fā)展趨勢。
　　本文分析了國內(nèi)外手指康復訓練機器人的研究現(xiàn)狀及應用情況，提出了一種手指康復訓練機器人系統(tǒng)。具體工作內(nèi)容如下:
　　根據(jù)手指康復訓練機器人系統(tǒng)的應用需求和應用對象，本文

3、制定了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案。本系統(tǒng)由5DT數(shù)據(jù)手套、康復機器人本體、機器人控制器、PC機等幾個部分組成。
　　提出了手指康復訓練機器人的硬件系統(tǒng)設(shè)計。對人體手部結(jié)構(gòu)進行了細致的分析，利用柔性末端牽引方案設(shè)計了手指康復訓練機器人系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，并根據(jù)控制需要設(shè)計了系統(tǒng)的控制電路，主要包括電源電路、信號采集電路、單片機處理電路、電機驅(qū)動電路和USB通信電路，并根據(jù)單片機的處理方案設(shè)計了下位機控制程序。介紹并引入數(shù)據(jù)手套，完成數(shù)據(jù)手套原始

4、數(shù)據(jù)的采集與處理。
　　利用OpenGL技術(shù)、Visual C++和NI控件設(shè)計了手指康復訓練機器人的軟件系統(tǒng)。其中包括手指末端位置的信息顯示模塊、訓練模式及參數(shù)選擇模塊、虛擬現(xiàn)實環(huán)境設(shè)計，和數(shù)據(jù)庫信息管理模塊，其中虛擬環(huán)境還包括康復訓練游戲模塊。
　　通過對基于數(shù)據(jù)手套的手指康復訓練機器人系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)手套與虛擬手模型的結(jié)合效果實驗、康復訓練模式實驗、康復訓練游戲?qū)嶒灪蛿?shù)據(jù)庫功能驗證實驗，驗證了本系統(tǒng)各個模塊功能良好，實現(xiàn)了