上肢外骨骼康复机器人本体及运动仿真的分析

属于比较早期的上肢康复医疗机器人。该机器人既可引导手臂主动做上提动作,也可用于被动式的康复锻炼。第一个外骨骼辅助机械臂,包括两个环节,两个联合装置,分别对应上下手臂和肩膀,共同组成肘关节人体。该机械臂需固定在墙壁上, 并定位平行矢面,再由操控着控制,对患者进行康复训练。Р图 1.6 单自由度上臂辅助康复机器人РFig.1.6 Single degree of freedom arm assisted rehabilitation robotР图 1.7 为华盛顿大学在早期研制的手臂康复机器人基础上改进后的外骨骼康复机器人。该机器人Р可以通过穿戴者的手臂来自行控制,图 1.7 所示的为该机器人正在辅助手臂运动。此系统机构包括三个环节,相比上述第一种,结构上在前臂前端附加一个杠铃片的前臂链接。该装置具有两个自由度, 可以分别对患者肩关节和肘关节进行康复训练[17]。Р图 1.7 两自由度上臂辅助康复机器人РFig.1.7 Two degree of freedom arm assisted rehabilitation robotР英国利兹大学的研究设计了一款名为 iPAM(intelligent pneumaticarm movement)的双臂机器人, 如图 1.8 所示。两个机械臂分别对患肢的上臂和前臂进行牵引,进行康复训练动作。每个机械臂有 3Р个关节,共 6 个自由度,采用气动方式驱动[18]。该双臂机器人是一种典型牵引式的康复机器人,可以引导患者患肢进行复合康复动作的训练。Р图 1.8 iPAM 双臂机器人РFig.1.8 iPAM Dual-arm RobotР图 1.9 所示的是由瑞士苏黎士大学研制的 ARMin 半外骨骼式康复机器人[19-21]。该装置具有 6 个自由度(其中包括 4 个主动,2 个被动)及四种运动模式,分别是预定轨迹模式、预定义治疗模式、预