复演对指运动的康复机械手机构学探讨-上海大学学报.PDFVIP

第１７卷 第３期 上 海 大 学 学 报 （自然 科 学 版） Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．３ ２０１１年６月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ） Ｊｕｎ．２０１１ 　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７２８６１．２０１１．０３．００５　 复演对指运动的康复机械手机构学探讨 俞晶晶，　钱晋武，　沈林勇，　章亚男 （上海大学 机电工程与自动化学院，上海２０００７２） 摘要：以连续被动运动（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐａｓｓｉｖｅｍｏｔｉｏｎ，ＣＰＭ）康复理论为基础，设计一种可以完成对指运动的手指康复训 练机械手．在分析人体手指结构及运动特点的基础上，通过动态运动捕捉系统采集手指末端运动轨迹参数，并结合 图谱法进行手指康复训练机器人机构的尺度综合．最后，通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真实验验证了其可行性． 关键词：连续被动运动；手指康复；尺度综合 中图分类号：ＴＰ２４　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１００７２８６１（２０１１）０３０２４３０６　 ＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎＲｏｂｏｔＭｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＦｉｎｇｅｒＴａｐｐｉｎｇＭｏｖｅｍｅｎｔＴｒａｃｉｎｇ ＹＵＪｉｎｇｊｉｎｇ，　ＱＩＡＮＪｉｎｗｕ，　ＳＨＥＮＬｉｎｙｏｎｇ，　ＺＨＡＮＧＹａｎａｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈａｆｉｎｇｅｒｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｒｏｂｏｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐａｓｓｉｖｅｍｏｔｉｏｎ（ＣＰＭ）ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｔｈｅｒｏｙ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｆｉｎｇｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｖｅｍｅｎｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ，ａｎｏｐｔｏｔｒａｋｃｅｒｔｕｓｍｏｔｉｏｎｃａｐｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｆｉｎｇｅｒ ｔｉｐｍｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅａｔｌａｓｍｅｔｈｏｄｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｔｈｅｆｉｎｇｅｒ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｒｏｂｏｔ．Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｕｓｉｎｇａｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈＳｉｍｕｌｉｎｋ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐａｓｓｉｖｅｍｏｔｉｏｎ（ＣＰＭ）；ｆｉｎｇｅｒｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ；ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ 　　人类的双手灵巧精细，能够完成多种复杂的动 上影响了患者的手指功能．此外，由脑损伤和脑卒中 作，其功能占整个上肢功能的 ９０％，占全身的 引发的偏瘫等后遗症也会导致手指不能自主活动． ［１］ ５４％ ．由此可见，健全的双手在一个人的生活中占 基于连续被动运动（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐａｓｓｉｖｅｍｏｔｉｏｎ， 有极其重要的地位．同时，手亦是极易受到损伤的人 ＣＰＭ）康复理论的ＣＰＭ机在临床应用中已取得了很 体器官，一旦受损治疗难度很大，治疗后功能恢复也 好的治疗效果．近年来，传统机械学、传感技术、智能 不理想．临床上，手外伤术后多需将患者的手部进行 控制技术以及其他新兴技术的迅速发展，促进了医 固定，易使淤积于关节内肌腱周围的淤血形成纤维 疗领域设备的自动化和机器人化，利用机器人技术 变形，直接导致手指关节及肌腱的粘连，在不同程度