旋提操作教学机器人的研究与应用探索

付 铁，张庆东，李 健，朱立国

（1.北京理工大学机械与车辆学院，北京100081；2.北京动力机械研究所，北京100074；3.北京理工大学自动化学院，北京100081；4.中国中医科学院望京医院，北京100102）

1 引言

颈椎病是脊柱疾患的常见病和多发病，在世界卫生组织公布的《全球十大顽症》中名列第二[1]，且发病率呈增长和年轻化趋势[2]。旋提疗法属中医正骨治疗的一种方法，是目前我国非药物治疗颈椎病的安全有效方法之一[3]。在临床教学过程中，学习者需要通过大量的操作训练和经验才能确保对旋提治疗手法的掌握。但考虑到错误的操作手法可能会对患者造成损伤，初学者上手机会少，教学效率低，严重阻碍了旋提疗法的临床推广[4]。

随着计算机技术、自动化技术、机电一体化技术、电子技术以及传感技术等现代学科的发展，机器人技术得到了迅速发展和深入广泛的应用[5-8]，同时在教育教学方面的应用也备受关注。例如，在基础临床教学过程中，出现了各种模拟训练及教学辅助装置，极大地提高了临床教学的效率[9-10]。鉴于此，作者研制了一种新型旋提操作教学机器人。一方面可以用机器人代替患者，对初学者进行旋提手法的操作培训。另一方面，也可作为一个典型的机电一体化项目，针对学生开展机器人相关的实践教学以及综合能力、创新意识培养。

2 旋提操作教学机器人结构及工作原理

旋提操作教学机器人主要由头部模型、颈部模拟机构、脊柱模拟机构和控制系统组成，如图1 所示。……