文 献 综 述

目前，我国同世界许多国家一样，患有神经系统疾病或者脑血管疾病的人数越来越多，这类患者大多数有偏瘫症状，患者丧失一侧肢体的运动功能。除了早期的手术治疗和药物治疗外，尽早介入康复训练能够明显提高患者运动功能的最终康复程度。目前，上肢康复训练的传统方法就是依靠康复师的手工康复锻炼，这种方式不仅效率低下，而且不能控制精度。在这种背景下，研发出一种能够广泛应用于偏瘫患者的上肢康复训练器就变得尤为迫切。

康复训练机器人不同于一般的工业机器人，它有着特殊的工作环境和工作对象。在设计时，必须从患者的需要出发，同时符合临床康复的规律。在满足训练功能的同时，机器人应最大限度的保证患者患肢的安全，而且还应充分考虑到机器人与工作环境的适应性以及患者的可接受性。

在设计中可以采用模块化的设计思想，将机器人系统分成牵引机构、支撑机构、控制机构和数据采集系统等相对独立的部分，分别进行设计。

文献[1]谷士鹏等人针对康复训练的要求，研制了一款能同时完成上下肢康复训练的机器人，并具有被动模式和主动模式可自由切换的两种训练方式。该机器人由SSU7301单片机控制直流电机系统，由C8051F320单片机负责与上位机的USB通信部分，两部分之间通过串口通信。依据临床的CPM理论，可使患者更舒适，更易帮助患者进行康复训练。文章还给出了电机控制电路设计、USB通信电路设计和系统软件设计，通过PC机对机器人进行控制，为产品的网络化改造提供了便利。

文献[2]侯慧娜根据临床康复医学理论，提出了一种顺应临床康复训练规律并且具有主动训练、主动辅助训练、被动训练、阻抗训练等多种训练模式的康复训练器，根据患者的不同康复阶段和要求提供不同模式的训练，而且还可以定量地分析患者的康复程度。基于人体工程学理论来设计训练器的结构；结合人体上下肢的生理尺寸和运动特点，简化出了上下肢的刚体模型，并进行了运动学和动力学分析，建立了数学模型。基于HAM理论，提出了针对各种训练模式的控制策略，并用ADAMS软件对数学模型进行了仿真验证，最后利用CATIA软件中的人体工程分析模块，将训练器和人体结合到一起，验证了训练器的合理性。

文献[3]胡宇川对用于上肢康复训练机器人技术进行研究，提出的机器人能够辅助患者开展大幅度多关节的复合运动训练，并且具有多种训练模式，同时能及时准确地采集患者在运动中的功能参数。该机器人系统分为若干个相对独立的模块，文章确立了各模块间的相互关系、相关功能以及具体实现办法。还对系统中的关键技术进行了阐述，针对四种训练模式设计了具体的实施策略。研究还用机器人辅助正常人训练开展了相关实验，论证了机器人辅助技术的可行性，初步证明了机器人辅助康复训练有一定的治疗效果。

文献[4]程明等人提出了一种全新的通讯和控制方法，用基于脑电信号的脑机接口来控制康复机器人。其采用稳态视觉诱发电位SSVEP作为脑机接口的输入信号；该方式具有无创、比特率高以及患者无需提前训练的优点。实验证明，该方式构造的脑机接口的平均传输率超过了此前研究的最高值，利用脑机接口技术很好地帮助患者实现了环境控制。

文献[5]和文献[14]作者方又方和李庆玲等人均通过分析人体表面肌电信号的特性和处理方法，来设计上肢康复训练机器人。方又方利用采集到的肌电信号设计了一种基于肌电信号触发的助力训练康复模式，机械臂能够实时响应肌电信号输入。而李庆玲设计了弹簧式和阻尼式两种训练模式，分别用于早期和中后期康复阶段，并提出进阶交互式上肢康复训练策略。二人均通过实验验证了肌电触发的助力训练方案的可行性。

文献[6]马妍设计了一种基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统。为了充分发挥患者残余的功能，采用扭矩传感器来实现系统的力反馈功能；采用位置传感器检测位置信息，利用PID算法进行位置反馈，使控制信号更准确。对传感器检测到的信息利用STM32微控制器进行处理，通过USB发送到上位机，以显示信息波形。该设计成本低，体积小，利于产品化。