Kinect在上肢康复机器人运动控制中的应用

袁 涛， 刘志辉， 舒 畅， 王生泽

(东华大学 机械工程学院， 上海 201620)

当前，随着我国老龄化程度不断加剧，脑血管病已成为影响我国老年人身体健康的主要疾病，尤其是在脑卒中偏瘫后，患者的肢体运动受损，往往需要通过康复训练对脑部损伤部位进行刺激并防止患肢的肌肉发生萎缩，以达到康复目的。传统康复手段主要依赖于康复医师与患者一对一进行徒手训练，不仅效率低，而且缺少可以量化的客观评价方法，不利于对康复效果进行深入研究。为了解决这些问题，康复机器人及技术应运而生。国外发达国家在这一领域的研究已处于领先水平，如美国麻省理工学院的MIT-MANUS机器人、斯坦福大学的MIME机器人以及瑞士皇家理工学院的ARMin机器人等，从早期的末端牵引式机器人升级到外骨骼式的多自由度机器人。国内在这一领域的研究起步较晚，较早从事相关研究的清华大学开发出了2自由度的末端牵引式上肢康复机器人；哈尔滨工业大学较早地开展了外骨骼式康复机器人的研究，开发出了5自由度上肢康复机器人系统[1-2]；东华大学开发了6自由度上肢康复机器人，该机器人使用了气动驱动与钢丝绳柔性传动[3]。

如今，康复机器人已经是服务型机器人中的重要分支，对其运动控制模式的研究已成为一个很重要的研究内容。目前已有的控制模式大多基于读取控制程序中的固有康复运动数据或直接通过康复机器人上的传感器读取患者正常肢运动数据来带动患肢进行随动模式治疗，前者因缺少可定制性而难以满足康复治疗的个性化需求，后者虽然在一定程度上满足了对康复运动的定制需求，但是对患者自身提出了较高要求，局限性很大。……