外骨骼式上肢康复机器人设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.选题的背景

脑卒中患者年轻化趋势明显，是目前导致肢体功能障碍的主要原因，约80%脑卒中患者出现上肢偏瘫，其中只有1/3偏瘫上肢可恢复功能。脑卒中后上肢偏瘫主要表现为偏瘫侧肌无力、痉挛、协调性差和失用。对脑卒中后患者进行重复刺激训练和一定强度的特定任务训练，能促进神经可塑性，提高运动功能。

20 世纪 90 年代世界上第一台上肢康复设备 mit-manus诞生，由五个连杆串联设计，可辅助患者进行肩和肘关节的运动训练；2009年，芝加哥康复研究所开发了一种8 2自由度外骨骼式机器人系统intelli arm，能够单独或同时控制肩部、肘部、手腕以及手部康复；英国利兹大学于本世纪初成功研制了一个六自由度康复机械臂ipam，采用双机械臂结构设计，各自由度均采用气动方式驱动，增加了系统的柔顺性。

2. 研究内容和预期目标

1．研究内容

根据人体结构特征和上肢关节动范围，基于solidworks设计一款外骨骼式上肢康复机器人，该外骨骼式上肢康复机器人设计结合人体工学，可以舒适的穿戴于人体，确保其运动自由度满足患者肢体训练需求，帮助不同康复水平的上肢偏瘫患者进行有效康复锻炼。

2．预期目标

3. 研究的方法与步骤

上肢康复机器人的设计需要了解人体上肢的生理构造，主要包括：手部、腕部、前臂、肩部等单元组成。

上肢康复训练的机器人设计，各关节轴线必须与人体上肢各关节轴线对齐，因此需要对手臂的每一个关节进行自由度的分析，然后综合考虑偏瘫等患者的康复需求来最终确定外骨骼机器人的结构尺寸和各自由度的角度运动范围。

上肢运动要考虑肩、肘以及腕三大关节，一共七个自由度。由此可知，上肢康复机器人必须要有三个转动副，并且通过一定的组合方式将这三个转动副组合起来，模拟人体的上肢运动。

4. 参考文献

[1]杨启志,曹电锋,赵金海.上肢康复机器人研究现状的分析[j].机器人,2013,35(05):630-640.

[2]李宇淇,曾庆,黄国志.上肢康复机器人在脑卒中的临床应用进展[j].中国康复理论与实践,2020,26(03):310-314.

[3]侯红,范亚蓓,吴玉霞,蔡可书,戴文骏,伊文超,王彤.康复机器人辅助训练对偏瘫患者上肢功能及日常生活活动能力的影响[j].中国康复医学杂志,2015,30(10):1013-1016.

5. 计划与进度安排