孙 利，张 鹏，吴俭涛，戴 成，姜 楠，卢智彬

基于FBS拓展模型的可穿戴式康复机械手设计研究

孙 利，张 鹏，吴俭涛，戴 成，姜 楠，卢智彬

(燕山大学艺术与设计学院，河北 秦皇岛 066004)

康复机械手是康复医学和机器人技术的结合，其目的是通过外带辅助器具约束受伤肢体的运动范围，重建手部的运动系统功能，从而对患者患肢进行康复治疗。对功能-行为-结构(FBS)模型进行拓展，以设计知识流理论为出发点，融入用户需求和原理空间构建了基于FBS拓展模型的康复机械手设计方案。通过对需求-功能-原理-行为-结构(PFWBS)迭代设计解耦，并结合手部的生物学结构，系统分析了康复机械手概念模型映射过程。构建了康复机械手功构求解策略，为脑卒中患者设计了一款可穿戴式康复机械手，通过仿真分析和工作空间求解，验证了康复机械手机构的合理性。结果表明，基于FBS拓展模型的映射求解策略为康复机械手的设计研究提供了理论基础和实践策略，能有效提升用户体验。

脑卒中；康复机械手；FBS拓展模型；工业设计；仿真分析

康复机械手涉及到多个学科的交叉融合。近年来，康复机械手已成为脑卒中治疗的主要手段之一，在考虑其机能问题外还考虑了仿生性，以满足患者对舒适度的最大要求[1-2]。目前，国内一些学者对机械手的研究取得了一些成果。陈楠[3]分析了人手的生物学特征，优化了康复机械手的训练机构，并进行了运动学和动力学仿真分析，但缺乏训练模式的设计改良。……