基于肌电触发的上肢康复训练机器人的实现.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第4期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．42015文章编号：1007—6735(2015)04—0355—07DOI：10．13255／J．cnki．jusst．2015．04．010基于肌电触发的上肢康复训练机器人的实现方又方，喻洪流，官龙，易金花，张颖，石萍(上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093)摘要：在三自由度中央驱动式上肢康复训练机器人样机的基础上，通过提取患者的肌电信号，设计了一种肌电触发的助力训练控制方

2、案，达到帮助上肢功能障碍患者进行助力康复训练的目的．运用多种电子技术，提取桡侧腕屈肌和尺侧腕屈肌这一对拮抗肌的表面肌电信号，结合运动系统的分层多核控制方案，实现对患者肌电信号的检测和处理，根据患者的运动意图提供相应的助力动作，实现肌电触发的助力训练模式．进行了肌电信号识别实验和速度调节验证实验，验证了肌电触发的速度可调式助力训练方案的可行性．关键词：上肢康复机器人；肌电信号；助力训练；中央驱动；分层控制中图分类号：R496文献标志码：AImplementationofsEMGTriggeredAssistanceTrain

3、ingonUpperLimbRehabilitationRobotFANGYoufang，YUHongliu，GUANLong，YIJinhua，ZHANGYing，SHIPing(SchoolofMedicalInstrumentandFoodEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract．Anassistancetrainingcontrolsystembasedontheprototypeofa

4、nupperlimbrehabilitationrobotwiththreedegreesoffreedomwaspresented．Thesystemwasdesignedtodetectthepatients’real-timeintentionofmovingandrealizetheassistancetraining．Avarietyofelectronictechnologieswereusedtocapturethesurfaceelectromyogram(sElⅥG)signalofradiocarpus

5、andcubitalisanterior．ThesEMGsignalwascapturedandprocessedbyamulti—corehierarchicalmotioncontrolsystem．Then，theassistancetrainingwasconductedaccordingtothemovingintentionofthepatient．Finally。thesEMGsignalidentificationexperimentsandspeedregulationexperimentswereper

6、formedandthefeasibilityoftheassistancetrainingcontrolsystemwasverified．Keywords：upperlimbrehabilitationrobot；electromyogramsignal；assistancetraining；centraldrive：hierarchicaZcontro￡收稿日期：2014—06—09基金项目：上海市科技支撑项目(12441903400)第一作者：方又方(1989一)，男，硕士研究生．研究方向：康复机器人控制．E-ma

7、il：fangatusst@gmail．com通信作者：喻洪流(1966一)，男，教授．研究方向：康复工程．E-mail：yh198@hotmail．com上海理工大学学报2015年第37卷现代康复理论与实践证明，由各种疾病引起的床康复中越来越受到重视．华中科技大学和哈尔滨肢体功能障碍，除了手术治疗和药物治疗之外，科学工业大学两例的共同特征是具备多通道sEMG识别的康复训练起着重要的作用L1I3]．运动疗法是肢体功能，虽然在算法的选用和具体的控制系统实现方功能障碍有效的康复方法之一．运动疗法的实现方面又具备各自的特征，但s

8、EMG都需要读入到与康式多种多样，其共同点是通过身体相关部位的肌肉复训练机器人分离的计算机系统中进行运算与处产生收缩，引起关节的运动．传统的康复训练是由康理，这不仅增加了整个系统的体积，也消耗了大量的复医师根据自身的治疗经验辅助患者完成各种动控制系统资源．作，但这种训练方式存在许多不足之处[4]，~Hi