李军强 胥 述 杨 冬 李铁军

(河北工业大学机械工程学院,天津 300401)

引言

脑卒中是指由急性脑血管疾病引起的持续性的大脑神经功能受损,极容易导致病患偏瘫。康复疗法可以重建患者肢体与脑损伤的中枢神经之间的联系,并逐步刺激脑损伤部位的康复[1]。研究表明,镜像疗法可以促进脑卒中患者偏瘫肢体运动功能重建与脑功能重塑,从而改善患者上肢的运动功能[2-5]。

上肢镜像康复训练机器人主要研究健肢运动信息检测与处理、患肢运动轨迹规划与控制等,以实现应用健肢运动信息,驱动患肢进行康复训练的目的[6]。Tappeiner 等[7]开发的镜像康复机器人系统,利用摄像头拍摄患者健侧手臂上的光学标志物,得到患者的运动状态,将该运动状态实时镜像映射到患侧手臂,通过柔性传动机构驱动患侧手臂做出相应的动作。Kim 等[8]开发的机器人辅助镜像康复系统,应用角位移传感器测量健侧腕关节角度,当健侧手腕做旋转运动时,患侧的电机旋转到与健侧对称的角位置,实现镜像运动。Wang 等[9]开发的镜像康复运动机器人系统,采用外骨骼结构,应用惯性传感器获取健肢相应关节运动数据,控制系统控制外骨骼带动患肢运动。上述实现镜像运动的方法,需要患者穿戴特定标志物或传感器来完成健肢运动轨迹的检测,康复训练的舒适性和健肢运动会受到一定影响。为避免对健肢的影响,Claudio 等[10]开发了基于Kinect 的上肢辅助机器人系统,利用Kinect 检测目标物的空间位置从而逆解出机器人的运动路径,带动患者的患肢到达目标位置。……