手作为人体重要的器官之一,在日常的生活、工作中具有无可替代的作用,然而其运动功能会由于创伤或脑卒中等因素而受损,需借助科学的康复训练来恢复。机器人技术在康复领域的应用给康复理论的发展和临床康复技术的进步注入了新的动力。目前,对手功能康复训练机器人的研究己成为医疗机器人研究领域的热点之一。本文分析了手功能康复训练机器人的研究现状和康复理论知识,设计并实现了一种手功能康复训练机器人。具体工作内容如下:(1)根据人手生物学特性和康复理论知识,对正常人手的食指各关节进行角度探索。基于鲍登线对手指末端牵引方式设计了手功能康复训练机器人的机械结构,并制定了手功能康复训练机器人的整体设计方案,具有结构简单,便于穿戴等特点。(2)提出了手功能康复训练机器人控制系统硬件设计,根据控制需要设计了系统的控制电路,主要包括电源电路、PC与单片机通信、驱动器与单片机通信、角度传感器采集模块。并根据相应的单片机设计了下位机控制程序以及主程序的设计。(3)对手功能康复机器人软件系统展开研究,根据不同康复阶段的不同康复需求,设计了主动、被动训练两种训练模式。针对康复训练的初级阶段,设计了训练动作,训练次数和训练速度可调的被动训练,同时配合动画刺激,提高了康复效果。针对康复训练的中级及后期阶段,设计了基于肌电信号和脑电信号的主动训练,通过采集到生理信号识别患者的活动意图,进一步提高了患者训练时的主动性。(4)对手功能康复训练机器人进行物理样机实验研究。实验内容包括人手连续被动康复训练实验和主动康复训练实验。在被动康复训练实验中通过采集食指各关节的弯曲角度,并将获得的散点图与第二章中探索正常成年男性手指运动规律时获得的拟合曲线进行比较,验证了设计方案的合理性及稳定性。