康复机器人

摘要： 根据踝关节的生理结构,提出一种两转一移并联机构2 UU-UPU三自由度踝关节康复机器人,该机构能实现踝关节背屈、跖屈、内外翻的康复运动,应用Solidworks软件对踝关节康复机器人进行模型设计,利用Adams中Step函数进行踝关节康复初期的背屈、跖屈、内外翻康复运动路径规划和运动学仿真.分析结果表明,该踝关节康复机器人能实现踝关节初期运动康复功能,可实现最大40°的背屈运动,最大40°的跖屈运动,以及±40°的内外翻运动,运动轨迹连续平滑,满足踝关节患者的初期康复需求,并为下肢康复机器人的轨迹规划优化研究奠定了理论基础.

摘要： 背景:由于传统的康复训练方法对慢性损伤患者的功能恢复效果有限,康复机器人在慢性损伤的康复训练中正得到越来越多的研究和应用.目的:解析和追踪近10年康复机器人领域相关研究的热点和前沿,为未来研究提供一定指导.方法:计算机检索2010-2020年在Web of Science数据库SCIE核心数据合集发表的康复机器人相关研究,检索条件为"TS=(rehabilitation robot OR rehabilitation robotics)".运用CiteSpace 5.7可视化软件,从高影响力国家/地区、作者、高频关键词及突现词等方面解析康复机器人研究的热点与前沿.结果 与结论:①最终纳入3194篇文献,近年来康复机器人的研究热度一直持续不减,相关文献年发表量呈现稳定增长的趋势,美国发文量位居首位,中国紧跟其后;②美国西北大学以发文量161篇位居机构第一位;瑞士苏黎世大学教授Riener R以发文量48篇位居作者第一位;③研究形成了9个具有代表性的关键词聚类,并随时间推移呈现研究重点和方向的转变趋势;④近10年研究热点主要集中在康复机器人的智能控制、任务分析与学习、性能和可靠性、康复机器人人机交互方式如何通过机器智能与生物智能的融合,实现机器人与人的自然、精准交互等方面;⑤目前,康复机器人在上肢和神经损伤领域的应用最广泛,关于脑机接口、虚拟现实、柔性可穿戴式、任务分析和外骨骼类的康复机器人研究越来越引起人们的关注,是近年来康复机器人研究的前沿和热点领域,代表着未来的研究发展趋势,是今后研究可以参考的方向.未来康复机器人领域的研究应着重关注以下方面:一是关注患者功能需求,提高生活质量;二是加强多学科交叉合作,构建区域国家合作网络.

摘要： 康复机器人是一种多学科交叉产生的典型的机械仿生设备,综合利用多门学科理论,结合计算机控制系统实现对机体进行自主控制,达到康复的目的。

摘要： 目的探讨康复机器人辅助训练对重型颅脑损伤(sTBI)患者下肢运动功能的临床疗效。方法选取我院2015年1月至2018年10月期间收治的重型颅脑损伤治疗后清醒的患者112例,并随机分为对照组(56例)和观察组(56例),对照组进行常规康复治疗,观察组在常规康复治疗的基础上联合应用康复机器人辅助训练,比较两组患者下肢运动功能恢复情况。结果经过8周的康复治疗后,两组患者的下肢运动功能、平衡功能、肌肉力量和日常生活活动能力均较治疗前有明显改善,差异具有统计学意义(P<0.05),观察组比对照组改善更为显著(P<0.05或P<0.01)。两组患者的下肢运动功能的Brunnstrom分期情况比较可见:治疗后两组的下肢运动功能均有改善,其中观察组Ⅳ期、Ⅴ期和Ⅵ期患者较对照组增加更明显,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在常规康复治疗的基础上联合应用康复机器人辅助训练能有效改善sTBI患者的下肢运动功能,促进机体功能的恢复,值得临床推广应用。

摘要： 肢体运动功能障碍患者借助康复机器人进行辅助康复训练时,为了提高康复效果,需要选择合适的控制策略。目前,阻抗控制是一种广泛使用的力控制方法,但传统阻抗控制方法不能够根据患肢病情的变化情况及时调整阻抗参数。在传统阻抗控制策略基础上,提出一种基于模糊PID结合神经网络阻抗控制的方法,建立了系统总体结构、模糊PID控制器结构以及神经网络阻抗控制器结构,采用模糊PID算法实现机器人的位置控制,神经网络阻抗控制实时调整阻抗控制参数。取某两连杆机械臂做仿真实验,结果表明,与传统的阻抗控制方法比较,该方法控制的系统具有更好的跟踪性和协调性。

摘要： 针对电力驱动康复机器人控制系统响应滞后、易抖动等问题,提出了基于模糊理论和RBF神经网络的控制策略。采用模糊PID算法确定初始参数,同时利用RBF神经网络的快速学习能力解决了传统的PID控制器无法实现参数自适应调整的问题。以某二两杆康复机器人上肢做位置跟踪仿真实验,结果表明,与传统的控制方法比较,该方法控制的系统响应快、超调量小,具有更好的跟踪性。

摘要： 目的探讨下肢康复机器人用于全膝关节置换术后患者康复训练的效果。方法将96例全膝关节置换术患者按照入院时间分为对照组与观察组各48例。对照组给予常规人工辅助康复训练,观察组实施基于下肢康复机器人的康复训练。比较两组干预前后主动和被动膝关节活动度、美国特种外科医院膝关节评分、改良Barthel指数评分以及住院天数和相关费用的差异。结果出院时观察组主动和被动膝关节活动度、膝关节功能评分及日常活动能力评分显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);住院天数及总住院费用显著低于对照组(均P<0.01)。结论下肢康复机器人用于全膝关节置换术后患者康复训练,可促进膝关节功能恢复,提高康复效果。

摘要： 近年来,机器人技术不断应用于康复医学领域,因康复机器人具有提高康复效率、保证康复质量、降低人力成本等优势,在临床应用中受到越来越多的关注。然而,目前康复机器人临床疗效的评价仍依赖于传统的量表评价法,无法实时提供准确的运动功能评价指标来有效指导和提供康复治疗方案。因此,研发出与治疗系统相匹配的、客观定量的康复疗效评价系统显得尤为重要。本文就信息获取的类型,从基于康复机器人内部传感器、基于表面肌电信号、基于体感交互设备,对目前国内外康复机器人训练效果的客观评价方法予以综述,以期为康复机器人临床疗效评价系统方面的研究提供参考。

摘要： 针对上肢康复机器人的被动康复训练,建立了一套基于惯性传感器且用于UR协作机器人的实时路径规划的示教系统。利用固定于示教者手心处的惯性传感器,实时获取手部相对于大地坐标系的位姿数据,经过坐标变化,转变为机器人末端在机器人机架坐标系中的位姿数据,再由通讯系统传给机器人系统,最后经逆向运动学转变为机器人各关节坐标数据,进而实现机器人带动患者上肢进行康复运动。现场测试验证了该系统功能的有效性。

摘要： 针对下肢运动功能障碍患者对康复训练设备的需求,设计一种能够辅助患者自主康复的下肢训练机器人。基于人机工程学理论和现实因素设计康复机器人的3维结构模型;根据人体的运动特点设计人体行走意图识别系统,并对机器人的运动特性进行分析,提出基于多传感系统的机器人运动控制方案;搭建康复机器人实验样机,并对机器人的控制效果进行测试。实验结果表明,该机器人的结构设计与控制方案具备正确性和可行性。

摘要： 随着科学技术的进步和人们对健康需求的不断提高,康复机器人的开发和应用得到越来越多的重视.康复机器人的研发因涉及人与机器而变得复杂,哲学对其设计理念可起到重大的指导作用.本文从抽象性、批判性和反思性等哲学思维出发,结合康复机器人研发实践,采用循环研究的方法，主要步骤可以分为分析建模-综合开发-临床验证，并通过循环研究最终完成康复机器人的开发。

摘要： 目的:探讨下肢康复机器人训练联合心理干预对脑卒中患者抑郁情绪及日常生活活动能力的影响. 方法:将60例脑卒中患者随机分为治疗组30例和对照组30例.两组均给予常规康复治疗及心理干预,治疗组在此基础给予下肢康复机器人训练,每次10～20min,每周6次,共8周.两组患者在治疗前及治疗后6周采用汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评价抑郁状况;采用Fugl-Meyer(FMA)评分量表(下肢部分)及改良Barthel(MBI)指数评价患者的运动功能和日常生活活动能力. 结果:治疗前2组患者HAMD评分、FMA、MBI评分均无统计学意义(P＞0.05);治疗后6周,2组患者HAMD评分、FMA、MBI评分均较治疗前有一定程度改善(P＜0.05),进一步分析发现,治疗组患者上述指标的改善幅度相对较显著,与对照组比较,差异具有统计学意义(P＜0.05). 结论:下肢康复机器人系统可以进一步改善患者的抑郁情绪,提高下肢运动功能,促进患者的ADL能力的恢复.

摘要： 针对传统机器人控制方法未考虑运动过程安全性能的问题,采用了一种基于代理的滑模控制方法对气动肌肉驱动的穿戴式2自由度腕关节康复机器人进行位置控制.该方法结合滑模控制与PID控制的优点,既保证了位置控制的跟踪精度,又确保了运动过程的安全性.对康复机器人的轨迹跟踪实验表明:该方法可以取得很好的跟踪效果,并且对扰动的屈从性和系统的安全性有明显的提高.

摘要： 为了加速患有运动功能障碍的患者上肢伸展功能的康复,研制出基于模糊PI控制的穿戴式上肢康复机器人.该上肢机器人借助结合眼动跟踪仪的虚拟现实平台通过气动肌肉驱动实现上肢的康复训练,采用模糊PI控制器对机器人实施位置控制.实验通过受试者穿戴该上肢机器人完成各关节的轨迹跟踪来检测模糊PI控制的效果.实验结果证明:模糊PI控制响应速度较快,轨迹跟踪误差较小,实用性较好.

摘要： 针对现有康复机器人个体适应性差的问题,本文提出一种基于表面肌电信号的下肢康复机器人控制策略:通过采集受试者屈伸运动过程中的表面肌电信号(sEMG),基于肌电平均功率频率(MPF)指标建立疲劳因子进而调整训练模式,提取股二头肌、股外侧肌的积分肌电特征(iEMG和DiEMG),基于支持向量机(SVM)实现运动意图识别,进而设计下肢康复机器人主动训练控制策略.通过仿真实验验证本文所研究控制策略的有效性.

摘要： 康复机器人是医疗机器人的一个重要分支,其具有广阔的发展前景,一直是国内外机器人领域的研究热点.本文将从康复机械手、医用服务机器人、智能轮椅、假肢、康复治疗机器人、按摩机器人等方面对近年康复机器人的研究现况进行介绍。康复机器人因其稳定性、准确性、快速性、可靠性等特点而已在康复领域得到了广泛应用。随着科学技术的不断更新，康复机器人的功能将更加全面、智能，服务更加人性化，继而为康复医学领域带来一次新的革命，并创造出令人神往的医疗效果和巨大的商业利益。

摘要： 目的: 受试者在没有其它任务时给予其一个刺激到其出现反应所用的时间,把它称之为单独反应时间(simple reaction time).假如受试者正在完成一个任务如运动任务,另一个任务(单独反应时间)也需要执行,此时这两个同时进行任务的反应时间就是课题反应时间(probe-reaction time).本实验的目的研究全自动机器人步态训练与评定系统(康复机器人)训练前、后,脊髓损伤患者坐位静止的反应时间(单独反应时间)和治疗性行走中的反应时间(课题反应时间)有无显著差异。对象:选取2011～2012年间住院的脊髓损伤患者37名,年龄,30.4±10.5岁,病程,232.7±102.3天,随机将其分为实验组和对照组.实验组为19名受试者,其中胸10～12完全性脊髓损伤患者(ASIA A)17名,腰1不完全性脊髓损伤患者(ASIA B)2名,男性16名,女性3名.对照组为18名受试者,其中胸10～12完全性脊髓损伤患者(ASIA A)17名,胸11不完全性脊髓损伤患者(ASIA B)1名,男性16名,女性2名。方法:对照组分别在康复机器人训练前、后测试坐位静止下的反应时间.实验组分别在康复机器人训练前、后测试佩戴长下肢支具借助助行器治疗性行走中的反应时间.对两组结果应用SPSS17.0软件对两组受试者在机器人训练前、后的反应时间进行配对t检验,确定其差异性是否有统计学意义.结果: 康复机器人训练前、后实验组借助助行器治疗性行走中的反应时间差异性具有统计学意义,对照组坐位静止下的反应时间差异性不具有统计学意义.结论:通过康复机器人训练可以降低脊髓损伤患者佩戴长下肢支具治疗性行走中的反应时间,达到提高脊髓损伤患者借助助行器治疗性行走中的稳定性,降低其摔倒发生的风险的目的,这与Karen等人的报告运动能够促进反应时间中运动处理的过程一致.对于坐位静止中的反应时间无显著影响,这也与Stephen的报告不同的运动强度不能影响单独反应时间一致.

摘要： 采用STM32F107作为控制器,RehaStim刺激器作为刺激源,完成了腕关节康复机器人控制器电路的设计、下位机程序的编写和PC机界面程序的实现.下位机控制电极选通,获取传感器信息.上位机通过串口发送指令,控制阵列电极选通,设置传感器采样速率,并通过摄像头保存实验过程图像信息,用于理论分析.提出的功能性电刺激阵列电极系统不仅能预防肌肉萎缩,而且能选择性激活腕关节对应的肌肉,从而调制患者腕关节刚度,为患者采用腕关节康复机器人训练提供保障.4×6阵列电极系统能独立控制每个靶点的刺激参数,实现腕关节目标肌肉选择性刺激.

摘要： 目前康复机器人轨迹规划及运动控制均以健康人体模型为基础,与患肢实际运动存在较大差异,容易导致"误用综合症"或无效康复.对个性化患者的康复运动规划和运动效果评估主要是借助康复医生的个人经验完成,无法大面积有效推广康复运动训练,因此个性化康复患者如何进行有效的康复训练规划是一个关键难点,针对这个问题,项目对康复运动中患肢复杂时变状态及行为的分析和描述方法进行了研究,希望通过该项目研究为康复患者的康复运动规划及效果评估提供数据依据,为康复机器人及相关领域的研究提供有效方法和思路,对康复机器人推广起推动作用.

摘要： 目的:对23例Brunnstrom Ⅲ期以上的偏瘫患者采用上肢复合运动康复训练机器人进行康复训练,以测试机器人辅助运动训练的临床效果,验证康复机器人的临床康复优势.方法患者以推拉直线和推外圆两个动作进行1个月的训练,训练前后分别采用FMA上肢运动功能评价方法进行上肢运动功能测评和对比.结果23例患者训练后的评价分数比训练前的评价分数平均提高了近3.2分,占上肢运动功能累计总分(66分)的4.81％,上肢运动功能都得到了一定程度的改善.结论上肢复合运动康复训练机器人具有比人工辅助康复训练更加显著的康复效果,上肢复合运动康复机器人具有临床实用价值.

摘要： 本发明公开了一种用于康复机器人的上肢康复装置和具有其的康复机器人,该用于康复机器人的上肢康复装置，包括支撑臂和运动模块，本体部可转动地设在支撑臂上，运动模块包括本体部和手柄，本体部与支撑臂可转动地相连，手柄与本体部可旋转地相连以适于协助上肢训练，其中，手柄的旋转中心轴与本体部的旋转中心轴相互垂直或成预定角度的锐角。根据本发明实施例的用于康复机器人的上肢康复装置可以变换训练模式，操作灵活，有助于加快病人的身体康复。

摘要： 本发明适用于手部康复机器人技术领域，提供了一种用于手部康复机器人的手指套及手部康复机器人。手指套包括可连接于手部康复机器人的电磁组件和可由所述电磁组件通电或断电控制吸合的手指套组件，所述电磁组件与所述手指套组件之间设置有对位结构。手部康复机器人包括康复机械手部件、上述的手指套；所述康复机械手部件具有多个由动力器件驱动的指节，所述手指套的电磁组件连接于所述指节且与电源模块连接。本发明所提供的一种用于手部康复机器人的手指套及手部康复机器人，利用电磁铁的通断电来控制手指套组件的吸合与分离，从而控制手指各运动部位与手部康复机器人的固定与分离，操作便利，对手指套组件的消毒方便，用户体验佳。

摘要： 本发明提供一种上肢康复机器人重力补偿方法、装置及上肢康复机器人，基于迭代学习在线调节康复机器人各个关节所需的手臂支撑力矩以进行手臂重力补偿，由于迭代学习控制方法不依赖于系统的精确数学模型，能在给定的时间范围内以非常简单的算法实现不确定性高的非线性强耦合动态系统的控制，并高精度跟踪给定的期望轨迹，因此上述重力补偿方法采用的算法简单高效，无需额外部署时间能直接应用于现有上肢康复机器人，实用性更强。

摘要： 本发明提供一种康复机器人控制方法、装置及康复机器人，通过零空间投影进行任务分级，能应对不同的任务要求，例如位置/姿态要求，速度/角速度要求或加速度/角加速度要求等，低优先级的任务位于高优先级任务上的零空间内，无法对高优先级任务施加影响，任务分级执行高效，因此基于零空间投影进行任务分级并基于反馈线性化进行康复机器人逆动力学控制，能够有效地处理关节自由度冗余问题。

摘要： 本发明提供了一种康复机器人控制方法、装置及康复机器人，涉及机器人控制技术领域，该康复机器人控制方法包括：步骤S102，将训练目标输入训练后的神经网络模型中进行力矩预测，得到待训练关节的力矩预测值；步骤S104，基于力矩预测值控制待训练关节按照训练目标运动；步骤S106，获取并存储待训练关节产生的实际运动数据，基于实际运动数据更新训练数据组；步骤S108，基于更新后的训练数据组对神经网络模型进行更新训练，将更新训练后的神经网络模型作为新的训练后的神经网络模型返回至步骤S102。本发明能够提高神经网络模型的泛用性，提升神经网络模型预测值的准确度。

摘要： 本发明提供一种下肢康复机器人步态训练方法、装置及下肢康复机器人，该方法包括：获取用户对应的虚拟通道参数和参考运动轨迹；根据当前时刻及步态周期确定当前时刻的步态周期参考值；根据当前时刻的步态周期参考值及虚拟通道参数构建虚拟通道；根据当前时刻的下肢关节角度相对于虚拟通道的位置计算力场作用力；根据力场作用力控制下肢康复机器人进行训练。本发明实施例可以在下肢关节空间构造虚拟通道并通过力场进行力控制，患者的下肢关节可在虚拟通道内自由运动，可以减小康复机器人对患者的运动限制，给与患者一定的自由运动空间，有利于促进患者主动参与康复训练，适用于康复中后期患者，训练效果更好。

摘要： 本申请涉及康复机器人技术领域，公开一种用于两个控制康复机器人的方法。该用于控制康复机器人的方法包括：获得第一康复机器人检测的第一外力以及第二康复机器人检测的第二外力的合力；根据力与位置的对应关系，确定与合力相对应的期望位置；根据期望位置对第一康复机器人进行控制；获得与第一康复机器人的第一实际速度相对应的第二康复机器人的第二设定速度；根据第二设定速度对第二康复机器人进行控制。采用该用于控制两个康复机器人的方法可使两个康复机器人在受力与运动状态两个方面产生了完整的动力学关系，实现了对两个康复机器人的关联。本申请还公开一种用于控制两个康复机器人的装置和康复机器人系统。

摘要： 本实用新型公开了一种用于康复机器人的上肢康复装置和具有其的康复机器人,该用于康复机器人的上肢康复装置，包括支撑臂和运动模块，本体部可转动地设在支撑臂上，运动模块包括本体部和手柄，本体部与支撑臂可转动地相连，手柄与本体部可旋转地相连以适于协助上肢训练，其中，手柄的旋转中心轴与本体部的旋转中心轴相互垂直或成预定角度的锐角。根据本实用新型的用于康复机器人的上肢康复装置可以变换训练模式，操作灵活，有助于加快病人的身体康复。

摘要： 本实用新型涉及康复机器人技术领域，具体而言是一种康复机器人踝关节角度调节装置及康复机器人，包括定位销杆、小腿定位孔、定位孔板、弧形槽。定位销杆能够穿过设置在小腿末端的小腿定位孔；定位孔板固定安装在踝关节第一侧板，定位孔板具有多个定位通孔，所述定位通孔设置在同一弧线上，每个定位通孔能够与定位销杆配合；弧形槽开设在踝关节第二侧板，弧形槽与定位孔板的通孔所在弧线平行设置，能够允许定位销杆在弧形槽内滑动。通过设置位销杆、小腿定位孔定位孔板、弧形槽，形成手动调节结构，能够调节踝关节角度，相对于电机驱动的调节结构更加简单，操作方便，降低了结构的复杂程度和设备成本。

摘要： 本实用新型适用于手部康复机器人技术领域，提供了一种用于手部康复机器人的手指套及手部康复机器人。手指套包括可连接于手部康复机器人的电磁组件和可由所述电磁组件通电或断电控制吸合的手指套组件，所述电磁组件与所述手指套组件之间设置有对位结构。手部康复机器人包括康复机械手部件、上述的手指套；所述康复机械手部件具有多个由动力器件驱动的指节，所述手指套的电磁组件连接于所述指节且与电源模块连接。本实用新型所提供的一种用于手部康复机器人的手指套及手部康复机器人，利用电磁铁的通断电来控制手指套组件的吸合与分离，从而控制手指各运动部位与手部康复机器人的固定与分离，操作便利，对手指套组件的消毒方便，用户体验佳。