控制雙機器人系統，向中風(fēng)患者提供上肢治療運動(dòng)

　　使用iPAM系統的病人接受上肢治療運動(dòng)

　　作者:

　　Andrew Jackson - University of Leeds

　　Peter Culmer - University of Leeds

　　Martin Levesley - University of Leeds

　　Sophie Makower - Leeds Primary Care NHS Trust

　　Bipinchandra Bhakta - Leeds Institute of Molecular Medicine, Faculty of Medicine and Health, University of Leeds

　　行業(yè):

　　生命科學(xué), 科研, 機電學(xué)/ 電工學(xué)

　　產(chǎn)品:

　　PCI-6723, LabVIEW, PCI-6259, 實(shí)時(shí)模塊

　　挑戰:

　　開(kāi)發(fā)一種安全且可靠的機器人康復系統，對中風(fēng)后手臂殘障的病人提供援助，以輔助治療手臂運動(dòng)，協(xié)調和指引手臂。

　　解決方案:

　　使用NI公司LabVIEW軟件對兩個(gè)定制機器人實(shí)現雙持續的實(shí)時(shí)性控制系統，通過(guò)與治療師溝通所需要使用而設計的用戶(hù)界面(UI)以協(xié)調和輔助人類(lèi)手臂運動(dòng)。

　　“LabVIEW環(huán)境模塊化特性使其對于原型設計和開(kāi)發(fā)我們的系統來(lái)說(shuō)是理想的選擇。”

　　中風(fēng)后，康復設施通過(guò)重復性有意義的協(xié)調性運動(dòng)，使用物理療法以輔助病人重新學(xué)習喪失的運動(dòng)功能。如果設施資源不足，將會(huì )導致病人不能花費足夠的時(shí)間來(lái)接受康復活動(dòng)，這可能潛在地限制恢復的程度。機器人康復系統可以輔助傳統的治療服務(wù)，以增加康復的強度和頻率。

　　機器人設計

　　智能化氣動(dòng)手臂運動(dòng)(iPAM)是一個(gè)雙機器人系統，旨在向由于中風(fēng)而導致上肢運動(dòng)殘障的病人提供重復的運動(dòng)治療。 iPAM由兩個(gè)氣動(dòng)性動(dòng)力機器人組成，以三個(gè)驅動(dòng)轉動(dòng)關(guān)節為特點(diǎn)，在笛卡兒(Cartesian)空間上控制機器人的執行終端。當方便運動(dòng)時(shí)，該機器人依 附在上肢的方式類(lèi)似于治療師支撐手臂的方式：一個(gè)機器人依附在靠近手腕前臂附近，另一個(gè)機器人依附在上臂中間。

　　矯形器能夠支撐手臂，其特點(diǎn)為三個(gè)被動(dòng)轉動(dòng)自由度(DOF)，以確保肢體始終舒適地與機器人保持一致。物理治療師通過(guò)機 器人末梢部分來(lái)引導肢體運動(dòng)治療，并記錄運動(dòng)情況。該系統記錄了應用于手臂的力度和機器人關(guān)節的運動(dòng)情況。然后該運動(dòng)可以被iPAM系統重放，在整個(gè)運動(dòng) 期間以輔助病人所需(如圖1)。iPAM系統所提供的輔助程度可以由物理治療師調整。