论文部分内容阅读
随着中国老龄化的加深,日常生活中脑卒中已经成为高发病。脑卒中患者大多会伴有运动障碍,需要在医院进行护理和康复,为家庭和社会增加负担。最近进行的一项评估慢性脑卒中患者需求的研究,结果表明,因为手在日常生活的必要性,脑卒中患者最想要恢复的功能是手的正常运动的能力,而手指最主要的运动则是弯曲/伸展运动。根据连续被动运动(Continuous Passive Motion,简称CPM)理论和现代循证医学(Evidence-Based Medicine,简称EBM),连续的被动运动对患病手指功能的康复有很大的促进作用,康复机械手可以牵引手指进行连续被动运动,帮助手外伤患者迅速康复。本文首先介绍了国内外康复机械手的研究现状,依据手指的生理特性,分析现有康复机械手的缺点和不足,引入丝杆传动,设计了一款单自由度的运行平稳、精确的康复机械手结构。对结构进行动力学与运动学的分析切实可行,选取39BYG小型步进电机为驱动源。在此基础上,本文对机械手控制系统的硬件进行了设计,系统采用ARM芯片STM32F103对外围电路进行控制,同时设置位置传感器和力传感器来反馈运动情况和病人的康复信息。操作界面用LabVIEW软件编制,界面友好易操作,能够有效调节患者手指进行弯曲和伸展的动作,针对不同程度的患者,可通过调节结构的运动速度来有效的进行康复训练。最后,对制造出来的康复机械手进行实验研究,包括不同手指长度适应实验、极限位置控制实验、连续被动运动实验。