现阶段,工业机器人的发展已较为成熟,而康复又是目前较热门的医疗领域之一。因此,考虑将机器人应用到康复治疗中,协助患者完成康复训练,从而获得更好的康复效果。另外,机器人精准的运动参数,有助于医生制定更为客观、准确的康复评价体系。一个满足患者康复需求的控制系统,使患者患肢不仅能够按照既定路径运动,而且使机器人能够帮助患者根据其自身的运动意图进行康复训练。考虑到这些因素,本文将从下面这些角度对这款腕部康复机器人的控制系统进行阐述:本文首先介绍了偏瘫的医学病理机制和相应的康复治疗方法以及现有治疗方法的不足之处。从而确定了本课题的研究目标:为一款腕部康复机器人设计一个包含主动、被动及助动三种训练模式的运动控制系统,使偏瘫患者能在这款腕部康复机器人的辅助下完成多种模式的康复训练。在满足安全性、舒适性、合理性、主动性的基础上,本文针对一款三自由度腕部康复机器人,设计了具有主动、被动及助动三种训练模式的运动控制系统。主动训练模式下,患者自主运动;被动训练模式下,患者在设备的带动下按照固定的轨迹进行康复训练;助动训练模式下,通过加入力反馈环节,判断患者的运动意图,根据运动意图驱动电机,从而给予患者助动力完成康复训练。课题硬件上采用上位机、Maxon电机、EPOS控制器、RS232端口进行连接,软件上采用VC++编程。在不同的康复阶段,患者根据自身恢复情况选择合适的训练模式,实现人机交互的同时进一步加快康复进程。采用位置转速电流三闭环控制系统,其中,电流环和速度环在被动和助动训练模式下均采用PI(Proportional-Integral,PI)调节器,位置环在被动训练模式下采用PI(Proportional-Integral,PI)调节器,在助动训练模式下采用滑模变结构。该控制系统控制具有控制精度高、响应速度快、鲁棒性强的特点。仿真验证了该控制系统的有效性。