下肢康复机器人-矫形器课件.pptx

《下肢康复机器人-矫形器课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、蓝色.简约蓝白配+线条+墨迹模版目录1234研究背景由于年龄的增长、意外事故以及疾病等原因而使人们的行为能力逐渐衰退甚至丧失，这也使得研究人员将精力集中于使病人重获行为能力的康复疗法。康复又可分为物理康复，认知康复，情绪康复和社会康复。在脑卒中后三个月约有三分之一幸存的患者不能恢复正常的行走功能,只能以典型的不对称的步态行走。同时,他们的步行速度和耐力也明显减退。年老或残疾引起的有效功能减退的增加迫使研究人员关注如何通过康复治疗让患者恢复以前的有效功能。因此,如何改善患者的行走功能,提高其生活自理能力,使其最大限度回归社会

2、是当前需要研究的重要课题。目前对神经系统伤病所致肢体功能障碍的康复治疗主要依赖于治疗师一对一或多对一的徒手训练，难以实现高强度、有针对性和重复性的康复训练要求，特别是在国外，人工训练的成本很高；另外康复评价也多为主观评价，不能够实时监测治疗效果。为解决这些康复训练过程中出现的问题，需要安全、定量、有效及可进行重复训练的新技术，康复机器人的出现从某种程度上解决了这一问题。发展历史早在20世纪60年代临床学家就已经使用ContinuousPassiveMotion（CPM）机器来协助患者手术后的康复过程。CPM是一种先进的康复

3、技术，它通过外力来限制肢体被动运动范围（ProgressivepassiveRangeofMotion，PROM）。第一个多轴机器人系统公布是在1988年。这是一个智能机器人系统由带有力传感器的两个双链接平面机器人组成，用于关节持续被动活动。1996年提出的WARD（助行与康复设备），利用一个气动致动器系统来减轻病人体重。治疗康复机器人最初重视运动反馈，后来扩展至基于治疗系统的功能性电刺激(FES)和虚拟现实（VR）。FES通过对神经元的人工电刺激来恢复行走。尽管FES的概念是由Moe和Post提出的，但FES首次应用于行

4、走却是由Liberson和他的同事在1961年为足下垂而做。1963年，Kanttrowitz完成了一个对完全瘫痪病人的四头肌，大臀肌的表面电刺激系统，以协助其站立。1983年，一个在卢布尔雅那的研究小组将FES划入常规物理疗法。FES还广泛的用做足下垂刺激器来克服胫骨前肌的衰弱。第一个商业化可植入的足下垂刺激器由RanchoLosAmigos医学中心和美敦力公司发明。尽管虚拟现实（VR）已经诞生了几十年，但VR下肢康复的应用最近才开始。在1999年，Rutger之踝由Girone和他的同事发明，揭示出现有康复设备的缺点。

5、发展现状大多数成熟的康复机器人都是以外骨骼的形式以使人们克服身体上特定的约束。尽管许多机器人外骨骼都由军人使用，这种有前景的外骨骼在21世纪正被用于物理康复。如今最流行的康复机器人是LOPES(下肢动力外骨骼)，它设计用来帮助病人重获丧失的运动控制能力。步态训练器GT-1，Lokomat和Autoambulator是如今发展起来的其他的在平坦地面进行步态训练的康复设备。GT-I由Hesse等人发明，应用可移动踏板原则，这个踏板由一个行星轮系统控制，在站立姿态和摆动阶段模拟足部动作。Lokomat是一种外骨骼机器人用于帮助患

6、者在跑步机行走过程中移动臀部和膝盖。AutoAmbulator用机器人的两个手臂支撑病人体重来帮助其踏上跑步机。这些设备的局限是只能在地面上训练。因此，设计GT-I的小组发明了HapticWalker，它是第一个不必约束在地面训练的步态康复设备。上述的一些设备只帮助患者完成事先设定好的运动，属于被动康复机器人。主动腿部外骨骼（ALEX）和腿部动力矫型器是主动机器人的例子，他们克服了被动机器人的局限，允许患者有障碍的腿自由动作并约束有伤害的动作在此输入标题输入文字输入文字输入文字输入文字在此录入综合分析在此录入上述图表的综合

7、分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论ALTRCRO/KNEXO步行康复机器人技术分析该设备包括一个单边外骨骼和一个支撑臂。支撑臂的作用在于平衡对象以及保证外骨骼预定方向和约束其边界。对于外骨骼来说，踝、膝和髋处都有关节，但这一阶段只需驱动膝关节。驱动系统需要为膝关节提供足够的力矩以使得对象可以在跑台上行走。理想的设计应使得该设备具有轻质，紧凑和可调节的特点。褶皱气动人造肌肉（PleatedPneumaticArtificialMuscle，PPAM）是一种轻质，

8、利用空气动力产生直线运动的结构。它的主要部分是一个强化褶皱膜，加压时会进行放射状扩张和轴向收缩。为了实现这两种动作，需要在两侧分别配置转动方向相反的电机。动力传递有多种方式，可以采用带传动或直接与固定杆件连接。此设备的传动机构采用四杆机构，兼有上述两种传动方式的优点，不仅紧凑简洁，而且提供的力矩稳定准确