遥操作与远程康复训练机器人ppt课件.ppt

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1、遥操作与远程康复训练机器人遥操作遥操作就是人操纵主机器人进行相应的动作，通过通信线路，该操作信号传输到远距离人难以接近或有危害的环境中，指挥从机器人完成相应的操作。在遥操作系统中因为借助了人的感知能力和智慧、经验等，克服了完全自主式机器人在传感，智能方面的限制，从而使得从机器人能在陌生和动态的系统中更加有效地执行任务。遥操作上图为遥操作机器人系统的示意图，在图中，人操纵机械手（机器人的手臂）末端，进行一个相应的动作，在远程的机械手要跟随这个动作，同时将从机械手与环境的交互信号（力）传回给人，使人受到相类似的作用力。图的中间部分是用电脑虚拟出

2、从机械手与环境的交互过程，并将虚拟的环境力作用在人手上，则人能够立即感受到环境的力。整个系统的设计的难点在于时延的固有性，系统的稳定性和透明性（对人来说，就像没有主从机械手一样，直接与环境作用，这就是理想的透明性）远程康复训练机器人研究背景及意义国内外现状目前存在的问题研究背景及意义脑卒中（strock）已成为三大主要致死疾病之一。在老龄人群中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者，这类患者多数伴有偏瘫症状。脑卒中又名脑血管意外、中风是指脑部缺血性病变或出血性病变所形成的疾病，发生在由于脑血管血栓或脑血管破裂出血而导致出现脑供血的中断。研究背

3、景及意义脑卒中具有高死亡率、高复发率以及高致残率等特点，是严重影响人们的生存质量及生命的疾病。世界卫生组织将这种病确定为当今人类的第一杀手。中风后遗症的康复治疗是指对发生中风以后所遗留下的半身不遂、语言障碍等残疾症，综合协调地采用各种有效措施，减轻残疾和因残疾所带来的后果。研究背景及意义有作者较早前就提出要加强脑卒中患者手术后的康复。国内有研究观察了综合性康复治疗对脑卒中偏瘫患者3-6个月的日常生活活动能力和运动功能的影响，在评估时发现患者的运动功能有较大的改善，明显地降低了患者的功能障碍，提高了其生存质量。研究背景及意义脑卒中患者的术后康

4、复除了必要的药物治疗外，最不可或缺的还有康复治疗中的物理治疗、作业治疗等治疗的支持。一些学者的研究表明，脑卒中后的上肢的运动再学习和康复的水平提高与强化的康复训练有关，大量的重复训练是非常有效的训练方法。。研究背景及意义目前，康复训练的传统方法主要是依赖于理论的物理疗法和医师对患者进行手把手的指导和训练。这种方式存在一些问题：1、训练效率低下，治疗效果多取决于康复医师的经验和水平；2、康复评价指标不够客观；3、无法建立训练参数和康复指标之间的对应关系，不利于中风患者神经康复规律的深入研究；4、出院患者接受大强度或长期的治疗也将很大程度上受到

5、条件的限制。研究背景及意义随着计算机网络技术和遥操作机器人技术的发展，遥操作机器人技术逐渐开始应用于远程医疗、远程手术、远程康复等领域。将这些技术研究应用于康复训练，可使机器人在一对多模式下进行远程康复训练患者，从而帮助有限的康复医师为更多的患者服务，解决传统训练方法存在的问题。国内外研究现状20世纪80年代是康复机器人研究的起步阶段，美国、英国在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位，直到1990年以后康复机器人的研究才进入到全面发展时期。康复机器人属于医疗机器人范畴，是机器人技术在医疗领域中的新应用。康复机器人具体又可分为康复训练机器人

6、和功能辅助型机器人两种。前者的主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复性训练，如人的下肢行走训练、手臂运动训练、脊椎牵引运动训练、颈部运动训练等；后者的主要功能是用来帮助肢体有运动困难的患者完成各种运动，如智能轮椅、导盲手杖、机器人假肢等。功能辅助型机器人早期的康复机器人都属于辅助型，首先出现了工作站形式的康复机器人，它们将现有的电动臂和专门设计的工作台相结合，由程序化的指令控制手臂拿取工作台上的物品。如在TIDE（TechnologyInitiativefortheDisabledandElderly）框架资助下，欧盟开发了PARTNER

7、和MOVAID用于照顾老年人和残疾人的半自主模块化机器人，其目的是对身体严重残疾或卧床不起的用户提供更多更好照顾的机器人辅助系统。功能辅助型机器人80年代初德国的斯坦福大学开发了几代基于Puma260工业机器人的De-VAR工作站，具有较强的实用价值，其中De-VARIV将Puma手臂颠倒装在顶棚的轨道上，增进了工作空间，适合在办公环境中使用。功能辅助型机器人1987年英国的Topping等研制的Handy1可以独立的帮助一名患有脑瘫的11岁儿童进食，经不断的改进，现在的Handy1除了可以辅助残疾人进食喝水，还能够帮助他们清洗、刷牙、刮胡

8、子甚至化妆等，为残疾人的生活提供了很多方便。该机器人是一台低成本、设计新颖、结构紧凑并已市场化的康复机器人，现在在英国、美国、法国、德国、日本等国家有100多名严重残疾的人在使用