上肢康复机器人说明书
- 格式:doc
- 大小:1.97 MB
- 文档页数:21
机械手-人体下肢外骨骼康复机器人设计-说明书摘要康复机器人技术则是近年来迅速发展的一门新兴机器人技术,是机器人技术在医学领域的新应用;目前康复机器人已成为国际社会研究的热点之一。
本课题主要研究的下肢外骨骼康复机器人的设计。
本文介绍了下肢康复机器人国内外发展现状和应用情况,进行了下肢外骨骼康复机器人的总体方案设计、结构设计,和总体控制方案设计,并对重要零件进行校核。
本设计下肢外骨骼康复机器人共有5个自由度,其中每一条机械腿上有2个关节(2个自由度)模仿人体腿上的膝关节、髋关节和一个用于减重的减重系统(包括1个自由度)。
此系统能用于脑损伤、中风等病人的步态康复训练,帮助病人更好地进行康复训练,减轻他人的帮助,提高效果。
关键词:康复训练,机器人,下肢外骨骼ABSTRACTThe rehabilitation robot technology is a new robot technology developed rapidly recently, which is a new application in medical fields of robot technology. Currently the research on rehabilitation robot has been one of the focuses in the International Society. The rehabilitation robot technology is a synthesis of many subjects, which covers mechanics, electronics, control and rehabilitative medicine and so on; it has been a typical representation of the mechatronics research. The main researchof this paper is based on the attitude control gait rehabilitation training system design.In this paper, lower extremity rehabilitation and development of robot applications at home and abroad, lower extremity exoskeleton training robot's overall program design, structural design, design and overall control; gait training on the robot for three-dimensional modeling, and important parts to check. The robot gait training has a total of five degrees of freedom, each of which a mechanical leg joints have two 2 DOF to imitate human knee, hip and a weight relief for weight relief system including a degree of freedom. The system can be used for brain injury, stroke, and to help patients better rehabilitation training, and meets the needs of different groups of peopleKey words:rehabilitation training, robot, lower extremity exoskeletons目录1 绪论1.1 概述1.2 康复机器人的国内外研究现状1.3 本课题主要研究内容1.4 本章小结2 总体方案选择与论证2.1 步态分析2.2 方案的选择2.2.1 自由度的选择2.2.2 基本参数的选取2.2.3 驱动器的选择2.2.4关节结构的选择2.2.5连杆结构的选择2.2.6腰部结构设计2.2.7减重机构设计2.2.8整体结构设计2.3 本章小结3 机械结构的设计与计算3.1 人体参数3.2 各关节运动分析3.2.1 膝关节的运动分析3.2.2髋关节的运动分析3.3 关节力矩分析3.4 具体结构设计3.4.1 关节机构的选择3.4.2 连杆机构的选择3.4.3 腰部结构设计3.4.4减重机构3.4.5整体结构设计3.5 部分重要零件的设计与校核3.5.1轴承的选择及校核3.5.2连杆的计算及校核3.5.3双头螺柱的校核3.6 本章小结4 驱动部件的计算与选型4.1 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 4.1.1髋关节滚珠丝杠副的计算与选型4.1.2膝关节滚珠丝杠副的计算与选型4.2 直流伺服电机的计算与选型 4.2.1髋关节直流伺服电机的计算与选型4.2.2膝关节直流伺服电机的计算与选型4.3 同步带的计算与选型4.3.1髋关节同步带的计算与选型4.3.2膝关节同步带的计算与选型4.4 本章小结5 控制系统的设计5.1 控制系统的方案选取5.2 控制系统的设计5.2.1电源配置设计5.2.2常用存储器及扩展电路设5.2.3数据存储器的设计5.2.4 D/A转换器接口电路设计5.2.5译码器的设计5.2.6上位机的连接设计5.3 控制流程的设计5.4 本章小结6 结论7 参考文献8 致谢1 绪论据报道,我国60岁以上的老年人已有1.43亿,占全国人口的11%,到2050年将达到4.37亿。
轻松操作的康复训练仪使用说明康复训练仪是一种智能化的设备,可以帮助人们进行康复训练,并恢复身体功能。
本文将为您详细介绍如何使用这款轻松操作的康复训练仪。
第一步:准备工作1. 首先,确定您是否已经购买了一台康复训练仪并将其安装好。
如果没有,请按照产品说明书中的步骤进行购买和安装。
2. 确保康复训练仪已正确连接电源,并处于正常工作状态。
第二步:操作康复训练仪1. 开启康复训练仪的电源。
通常,设备上会有一个电源开关按钮,按下它即可打开电源。
2. 在康复训练仪上选择合适的模式。
不同的康复训练仪可能具有不同的训练模式,例如肌肉锻炼、关节活动、平衡训练等。
根据您的具体需求,选择适合您的模式。
3. 调节康复训练仪的训练强度。
康复训练仪通常具有多个强度级别可供选择,您可以根据自己的身体状况和舒适度来调整强度水平。
4. 使用康复训练仪进行训练。
根据设备上的提示,在规定的时间内进行相应的训练动作。
保持动作准确、标准,并遵循设备显示的指示。
第三步:注意事项1. 使用康复训练仪前,务必仔细阅读产品说明书,了解设备的特点、功能和使用方法。
2. 在使用康复训练仪之前,最好请专业医护人员或康复师的指导,并征得他们的建议和意见。
3. 在使用康复训练仪时,应保持身体稳定和舒适。
如果感到不适或出现异常症状,应立即停止使用并咨询医生的意见。
4. 康复训练仪通常是个人使用的设备,不建议与他人共用,以免交叉感染或造成危险。
5. 定期检查康复训练仪的状态和维护情况,保持设备的正常工作状态。
6. 如设备上存在任何故障或问题,请立即停止使用,并与售后服务部门联系寻求帮助和维修。
总结:轻松操作的康复训练仪为用户提供了一个有效、方便的康复训练解决方案。
通过正确使用康复训练仪,您可以在指导下恢复和改善身体功能。
请牢记操作步骤和注意事项,确保您的训练效果和安全性。
在使用过程中如有任何问题或困惑,请及时向专业医护人员或售后服务部门寻求帮助。
祝您康复训练顺利!。
上肢康复训练机器人要求和试验方法(实用版3篇)《上肢康复训练机器人要求和试验方法》篇1上肢康复训练机器人是一种专门用于帮助患者进行上肢康复训练的机器人。
它通过模拟人体手臂的动作,帮助患者进行手臂的康复训练,以恢复手臂的功能。
上肢康复训练机器人的要求包括:1. 安全性:机器人应具有良好的安全性能,不会对患者造成伤害。
2. 精确性:机器人应能够精确地模拟人体手臂的动作,以确保训练效果。
3. 可靠性:机器人应具有良好的可靠性能,能够稳定地运行,并保证数据的准确性。
4. 易用性:机器人应具有良好的易用性能,患者能够方便地使用,并进行康复训练。
为了验证上肢康复训练机器人的性能,需要进行试验方法,包括:1. 安全性试验:通过模拟患者使用机器人的情况,检验机器人是否会对患者造成伤害。
2. 精确性试验:通过比较机器人模拟的人体手臂动作和实际人体手臂动作的差异,检验机器人的精确性。
3. 可靠性试验:通过长时间运行机器人,检验机器人的稳定性和数据准确性。
4. 易用性试验:通过让患者使用机器人进行康复训练,检验机器人的易用性。
《上肢康复训练机器人要求和试验方法》篇2上肢康复训练机器人是一种专门用于帮助上肢损伤或残疾患者进行康复训练的机器人。
它可以提供针对上肢肌肉、关节的运动训练,以及针对上肢认知和感觉的训练。
下面是上肢康复训练机器人的一些要求和试验方法:1. 机器人的机械结构应该设计合理,能够模拟人类上肢的运动范围和速度,同时具备足够的稳定性和安全性。
2. 机器人应该具备多种训练模式,如单关节训练、多关节协调训练、认知训练、感觉训练等,以满足不同患者的需求。
3. 机器人的控制系统应该能够对患者的运动进行实时监测和反馈,以便患者能够及时调整自己的运动状态,从而达到更好的训练效果。
4. 机器人的训练效果应该经过科学验证,并通过临床试验证明其安全性和有效性。
5. 机器人应该易于操作和维护,以便患者和医护人员能够方便地使用和清洁维护。
0 生产许可证:粤食药监械生产许20030845号产品标准号:YZB/粤0824-2010肢体智能反馈训练系统A2 (商品名称:上肢康复机器人)说明书广州一康医疗设备实业有限公司广州一康医疗设备实业有限公司版权所有,保留所有权利。
本文中的信息将取代所有以前出版资料中的信息。
该文档版本:V1.09目录1. 适用范围 (1)2. 治疗指导 (1)3. 安全须知 (1)4. 符号说明 (2)5. 简介 (2)6. 功能特点 (3)7. 规格标准 (4)8. 设备操作说明 (6)9. 软件操作说明 (8)9.1 系统主界面 (8)9.2 选择患者 (9)9.3 训练设置 (11)9.4 进入训练 (12)9.5 训练信息 (13)9.6 评估系统 (14)9.7 评估报告 (14)10. 清洁及维护 (16)11. 保修条款 (16)1. 适用范围适应上肢偏瘫及功能障碍的患者针对脑血管疾病、严重脑外损伤或其它的神经系统疾病造成上肢功能障碍及手术后恢复上肢功能的患者,如脑卒中、帕金森、脑血栓等。
级以上肌力等级的偏瘫患者。
由于是主动训练系统,所以要求患者的上肢至少要有微弱运动能力。
肢体智能反馈训练系统A2是用于治疗的训练仪器,而非以诊断为目的的医疗设备。
2. 治疗指导根据患者的不同,治疗的目的可以是保持活动(预防治疗),或者手术、受伤后的康复。
我们建议肢体智能反馈训练系统作为医生或治疗师开出的训练方案的一个部分。
为了提高训练的积极性和追求更好的训练效果,我们建议利用强化的反馈训练进行具体任务的功能训练治疗。
3. 安全须知●肢体智能反馈训练系统只可以连接在与标牌上的规格相符的电源上。
将设备连接在合适的电源插座中。
(电源插座必须要有接大地)●主机的信号输出部分与计算机连接时,必须用配套的USB线相连。
●电源线的放置应该不影响行人,不会触及可移动的结构,并且不会被其他设备所损坏。
不得使用损坏的电源线,只可以使用设备原装的电源线。
●为了防止触电,肢体智能反馈训练系统不可以在潮湿或高温等恶劣环境中使用:仪器工作温度应在5℃~40℃,环境相对湿度应小于80%。
●在首次使用时,应由医生或供应商展示如何操作此设备。
●在设备运转过程中,不要靠近或试图卸下活动着的部分。
●若患者在训练过程中或训练之后出现任何异常症状,要立即与医生联络。
●只有当电源线插头从电源插座中完全拔出来以后,训练器才完全断电。
●在打开外设备外壳之前,一定要将插头从插座中拔出。
外壳打开时设备不可使用。
●维修只可以由授权的专业人士进行。
若设备有任何损坏、任何噪声或气味异常,立即停止训练,把电源切断,联系服务工程师。
●清洁设备时不可以使用有腐蚀性的液体。
●系统部件中未规定的组件不得接入系统。
●操作者和患者的不允许触电脑USB线的输出接口4. 符号说明在此手册以及训练器上的符号,是为了起你的注意,以避免潜在的危险。
在使用设备以前应该完全理解这些符号的含义,以便更安全有效地使用设备。
Ⅰ类B型应用部分的移动式普通设备危险提示:根据说明书使用,并按照规定的步骤执行。
在危险处贴上标签。
活动危险部件:在训练过程中,不可用手接近该部分。
在活动危险处贴上标签。
交流电:肢体智能反馈训练系统使用交流电源。
接地保护5. 简介大量的研究表明在中风,严重的脑外伤损伤或者其他的神经系统疾病之后,明确治疗任务对改善患者的上肢功能是很有效的。
A2是运用计算机技术实时模拟上肢运动规律,随着A2的使用,上肢的康复被提到了一个新的阶段:A2肢体智能反馈训练系统有一个可调节的上肢支持系统,可以补偿部分上肢负重,让患者利用残余的神经肌肉支配能力进行训练,增加的智能反馈和三维运动空间,在一定强度下训练以达到恢复上肢正常功能。
A2配套的训练软件提供具有吸引力和激励性的训练游戏,患者可选择适合强度的训练,同时可以针对上肢某一关节进行特定训练,训练过程为患者提供积极的视觉与声觉反馈,并且记录训练信息,为治疗师评估患者康复程度提供精确的数据。
6.功能特点A2肢体智能反馈训练系统具有以下功能特点:●可减重或负重训练为损伤上肢提供重力补偿,让患者更方便地运动并改善其残余的神经肌肉支配能力;●可针对性训练单独训练特定关节或多个关节复合训练;●智能化反馈功能性和趣味性的视频游戏训练,对患者产生实时的、针对性的运动信息反馈,使患者在上肢训练的过程中感受到训练的乐趣,激励患者按照医师的指导做更多的努力训练。
●信息储存与查询自动存储患者的治疗信息,为患者的个性化治疗计划及治疗进展程度提供临床数据;●打印功能评估图表与评估报表可打印,方便数据的存档。
●评估功能为治疗师评定患者康复程度,提供依据;治疗师根据评估结果,选择适合患者训练的任务;根据评估数据自动计算出患者在训练过程的活动范围。
7. 规格标准型号A2安全类型I类,B型额定电压220V 50Hz额定功率130VA尺寸80×63×90cm重量80 kg参数类型参数显示界面计算机虚拟环境传感器八个无接触角度传感器和一个握力传感器传感器灵敏度 2 mv/N握力范围0~10Kg上臂长度调节22~31cm前臂长度调节24~40cm手臂高度调节98~138cm手臂水平调节0~80cm上臂重力补偿0~10Kg前臂重力补偿0~5Kg关节活动度采样频率128HZ机械关节锁紧装置4个训练方式左手或右手独立训练游戏系统升级软件系统智能识别左右手患者评估工具患者个人数据库全程自动记录信息训练训练模式:一维、二维和三维视觉、语音智能反馈生成评估报表储存数据图表打印报表电压AC220V/50Hz 功率130VA环境条件温度条件5℃~ 40℃相对湿度≤80%大气压力范围700hPa~1060hPa电磁兼容性远离能产生强电磁波或噪音的物体。
如:核磁共振设备、微波发生装置、辐射设备(X 光机、CT 机等);避免本设备接近高频手术器械。
如:高频电刀)、手机等。
运输和贮存贮存温度为-20℃~+55℃、相对湿度不超过93%配置清单表序号名称数量1 主机一台2 左手前臂一个3 右手前臂一个4 座椅一张5 计算机一套6 负重调节手柄一个7 USB线一条8 说明书一本9 电源线一条10 护块一块8. 设备操作说明A2肢体智能反馈训练系统,整体图:注:计算机属于非医用电器设备,处于患者环境外。
主 机为确保病人上肢在运动过程中与手臂支架之间的协调性,绑的过程中必须使患者上肢肩关节、肘关节与手臂支架的肩关节、肘关节分别对齐。
操作步骤如下。
1)使用前先确定是左手训练还是右手训练,通过简单的操作可以完成左右手的互换,具体步骤如下:① 将上臂绑带更换到另一侧。
② 把两处信号线松开。
③ 拧下前臂手柄,把握力部件抽出。
④ 把肘关节手柄拧开,取下前臂,换成另一只前臂,然后拧紧手柄。
⑤ 把握力部件插上,拧上前臂手柄,再接上两处数据线。
2)把手臂支架固定在初始位置,即扭动插销固定住手臂支架肩关节活动装置和腕关节,同时扣上肘关节锁扣。
3)病人坐上椅子后,调节支承台的高度(范围0mm ~385mm ),再调节手臂架平移距离(范围是0mm ~600mm ),让患者肩关节与手臂支架的肩关节活动装置对齐,保肩关节活动装置前臂负重调节器上臂长度调节器肘关节活动装置腕关节活动装置前臂长度调节器手臂架握力器上臂绑带 前臂绑带上臂负重调节器升降柱底板持大概10cm的距离,也就是一个拳头的大小的距离;4)松开前臂手柄,把握力部件拉到最长,再把上肢放到支架上,保持上肢自然伸直状态,在确保手臂支架肩关节与人体肩关节对准的前提下,首先调节上臂长度调节器(调节范围是0mm~80mm),使手臂支架的肘关节与患者肘关节对齐(确保活动的顺畅);5)调节前臂绑带的位置,使其移动到前臂的中部左右位置,再调节握力部件伸出的长度,使病人的手刚好握住握力器;6)绑好上臂绑带与前臂绑带(两绑带都要确保绑在各自手臂的中上部,确保病人运动时候舒适顺畅);7)让病人的手臂放松,然后调节上臂与前臂负重调节器,使手臂达到水平位置,如果病人要求加大手臂负重量,可以使其稍低于水平位置。
8)松开插销跟肘关节锁扣,让患者手臂自由活动。
9. 软件操作说明9.1 系统主界面系统主界面● 选择患者点击进入选择患者登录。
● 训练设置点击进入后可对训练系统进行设置,包括训练难度、握力大小、训练时间等设定。
● 进入训练选择相应的训练项目开始训练。
● 训练信息可查询系统所记录的训练数据。
● 评估系统评估关节活动度跟握力大小。
● 退出训练返回到windows 界面。
9.2 选择患者选择患者界面下拉菜单输入文本框 登记信息表注册登录● 下拉菜单选择查询的方式为按编号或按姓名。
● 输入文本框输入所选查询方式的相应信息。
● 登记信息表输入相应的信息后按查询。
所查病人信息将在登记信息表中列出来。
● 登录选择登记信息表列出的病人登录。
● 注册新患者需先进行注册,注册完毕后再进行登录。
注册界面如下:注册界面按“添加”后输入姓名、年龄,选择性别及肌力等级后“保存”,系统将自动生成“编号”,按“返回”即可。
输入姓名、年龄选择性别 自动编号选择肌力等级9.3 训练设置选择模式训练难度握力大小训练时间训练设置界面●选择模式选择训练模式或者评估模式。
●训练难度分为低、中、高三个级别。
●握力大小设置范围为0~10千克。
●训练时间游戏训练时间设计,数值不得小于1分钟。
9.4 进入训练单关节训练多关节训练三维训练进入训练界面●一维训练即针对上肢某个关节进行单独训练。
包含肩关节训练项目、肘关节训练项目、腕关节训练项目。
●二维训练即多个关节相互协调进行训练。
●三维训练在二维训练的基础上增加了前后活动的范围,使整个训练在一个三维的空间里进行。
每个训练项目均有几个对应的训练小游戏,一次可选择单个或多个游戏进行训练。
选择完成后按“开始”进入训练。
9.5 训练信息训练项目查询条件训练信息表训练个数训练信息界面●查询条件选择编号或姓名方式查询。
●训练项目选择要查询的训练项目。
●训练信息表显示病人编号、姓名、游戏、模式、握力、成绩、训练时间、训练日期信息。
●训练个数所查训练项目的训练次数。
9.6 评估系统评估系统界面给患者评估的具体步骤如下:①点击‘数据清零’按钮,清除之前留在内存中的数据。
②选择需要评估的关节活动范围③按‘开始’按钮并提示病人按规定做相应动作(每个动作都按最大的活动范围进行)④所有项目评估完毕,点击‘停止’按钮停止评估,再按保存按钮保存评估所得数据。
新注册患者需进入评估系统测试记录手臂的最大活动范围,使训练始终保持在微大于活动范围内进行。
训练一定阶段后可根据恢复情况重新进行评估系统。
注:在评估过程中如果有某项关节活动度或者握力不满意需重新评估,只要按‘停止’后再按‘开始’就能实现9.7 评估报告点击‘评估报告’按钮,弹出如下框框。