随着人口老龄化程度不断加深,我国脑卒中患者的数量逐年攀升。脑卒中又称“中风”,是一种急性脑血管疾病,具有极高的死亡率。中风患者即使通过手术治疗活下来,也往往伴随着许多后遗症。其中,手指运动功能障碍就是一种典型的中风后遗症。人手具有结构精巧、动作灵活的特点,能够完成日常生活中的抓、握、捏等重要动作。手指运动功能缺失会给患者和其家庭带来沉重负担,因此研究手指康复意义重大。康复治疗有一个重要理论——连续被动活动理论,即通过进行连续被动活动可以加速关节软骨及周围肌腱和韧带的愈合和再生。依此理论,传统的手指康复治疗方式就是医师长期牵引患者手指做康复运动。然而,与数量庞大的运动障碍患者相比,康复医师是短缺的。为了解决这一矛盾,研究可用于手指康复训练的机器人是有必要的。本文在分析了手指康复机器人的国内外研究现状的基础上,结合人手的生理结构和运动特点,设计了一套低成本的手指康复训练机器人系统。该机器人能够对除拇指外的其余四指进行康复训练,而且具有左右手通用性。本手指康复器采用末端牵引的方式,充分利用手指关节运动之间的耦合特性,实现了每根手指3个关节的屈伸运动。在驱动控制方面,采用4个直流减速电机驱动,能做到对四指的单独康复训练。电机转过的角度用编码器实时检测,通过预定义电机转动的范围,可以保证手指康复训练的安全性。运用PWM技术调节电机的转速,可以满足患者的不同训练速度需求。另外,还可以通过按键或串口设置训练的模式。为了采集康复训练时手指关节的角度和角速度信息,本文专门设计了一款基于7个IMU的低成本的简易数据手套。为了更好地进行人机交互,利用C++和Labview编写了系统的上位机软件,包括康复训练参数设置系统和手指运动信息采集系统。利用OpenGL技术搭建了虚拟环境,患者戴上数据手套就可以控制虚拟环境中的对象,增强了康复训练过程中的趣味性。最后,通过对各功能模块的单独实验和系统的联合实验,验证了系统的可行性。