周剑波

摘要：基于机器人的康复训练系统为踝关节康复提供了一个新的技术手段。本文基于踝关节康复训练医学机理，规划了基于虚拟现实技术的踝关节主动康复策略，先后运用了3DMax、OpenGL、Visual C++6.0等软件，构建了用于踝关节主动康复训练的城市漫游虚拟场景系统，并完成了踝关节康复并联机器人、PMAC卡下位机等相关软硬件的研制。该训练系统中友好的人机界面可以引导患者积极主动地进行康复训练，从而使患者重获健康，同时缓解医生的工作压力，具有一定的经济和社会效益。

关键词：踝关节康复；虚拟现实技术；康复机器人；城市漫游系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）16-0273-03

Design of Software and Hardware for City Roaming System Based on Ankle Joint Rehabilitation Training

ZHOU Jian-bo

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Soochow University， Suzhou 215000， China）

Abstract：Basedonthe Robert rehabilitation system here provides a new technological means for ankle joint rehabilitation.In this study，based on the medical mechanism of ankle rehabilitation training， this article plans an active rehabilitation strategy for ankle joint based on virtual reality technology. It has used 3DMax， OpenGL， Visual studio 2010to build a virtual city roaming environment for ankle joint active rehabilitation training. Scene system， and completed the development of related hardware and software for joint rehabilitation robots， PMAC lower position machines， etc. The friendly man-machine interface in the training system can guide the patient to actively perform rehabilitation training， so that the patient can regain health and relieve the pressure of the doctor's work， which has certain economic and social benefits.

Key words： Ankle rehabilitation； Virtual reality technology； Rehabilitation robots；City roaming system；

人體的踝关节在遭受暴力时会向一侧骤然运动，在超过其耐受力的条件下将引起关节周围组织的撕裂或损伤。针对裸关节损伤的治疗方式，除了药物和手术外，及时正确科学地进行康复训练，对于肢体运动功能的恢复和提高可起到非常重要的作用。裸关节康复虚拟现实医疗系统是一种集计算机技术、虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）、人工智能、三维仿真技术、多媒体技术等为一体的新兴技术[1]，该康复手段不仅为患者提供了一个沉浸性的康复环境，而且从心理上鼓励患者更加主动地、积极地进行康复训练，同时缓解了医生的工作压力，为康复学的发展做出了一定的贡献。

本文开发的VR应用系统属于桌面型虚拟现实系统。硬件环境的搭建借助了配置高效图形加速卡的个人计算机，软件操作系统采用Windows 10企业版，编译平台采用Microsoft Visual studio 2010，编程语言使用C++，符合虚拟仿真图形处理程序的高速度要求。……