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上肢機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)模擬人體上肢運(yùn)動規(guī)律

康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于肩部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，肩關(guān)節(jié)自由度集中,運(yùn)動范圍大，與患者頭部較為接近，且驅(qū)動裝置往往安裝在機(jī)械臂肩部，可用空間有限，易產(chǎn)生干涉問題。已有康復(fù)機(jī)器人肩關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)構(gòu)的3個自由度的旋轉(zhuǎn)中心大都是固定的，而上臂在做收展運(yùn)動時會引起肩部瞬時旋轉(zhuǎn)中心的上下偏移從而引起二次損傷。

本研究通過串聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)康復(fù)機(jī)器人5個自由度的運(yùn)動，為防止干涉問題，避免肩部正上方安裝驅(qū)動裝置，將該部分的驅(qū)動裝置安裝在體側(cè)，并且以弧形軌道代替上臂內(nèi)旋與外旋的轉(zhuǎn)軸。而對于在肩部做收展運(yùn)動產(chǎn)生的肩部上下偏移而引起的干涉現(xiàn)象，可通過引進(jìn)一個被動自由度X來解決，即機(jī)械管的起始自由度與機(jī)架在豎直方向上有相對運(yùn)動的空間，當(dāng)上臂在做收展運(yùn)動時,機(jī)械臂會伴隨著患者上臂的上下偏移而產(chǎn)生偏移，以保持與患者瞬時轉(zhuǎn)動中心重合。被動自由度X的引人使關(guān)節(jié)移動更加自由，消除了關(guān)節(jié)生成驅(qū)動力的能力，這樣就由患者承擔(dān)機(jī)械臂的負(fù)重，為此，通過彈簧進(jìn)行重力補(bǔ)償。

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