上海理工大学医疗器械与食品学院康复工程与技术研究所
- 作品数：37 被引量：187H指数：8
- 相关作者：何荣荣赵胜楠更多>>
- 相关机构：上海健康医学院医疗器械学院上海健康医学院康复学院西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市科委科技支撑计划上海市“科技创新行动计划”更多>>
- 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术文化科学机械工程更多>>
- 脊椎疾病康复牵引床的研究现状和趋势被引量：8
- 2017年
- 脊椎牵引床是结合中医牵引推拿手法与自动化控制于一体的康复医疗设备,能够治疗颈椎病腰椎病,完成医生难以达到的复杂手法,既达到治疗效果,又减轻医生繁重的体力劳动。本文概述了牵引床的机制、作用和分类,详细介绍了国内外脊椎牵引床的研究现状和成果,包括机械式牵引床、自重式牵引床、多维电动式牵引床等。最后分析了未来牵引床在功能化、智能化、安全性的发展趋势。
- 孙啸威喻洪流倪伟
- 关键词：康复设备脊椎病牵引床安全性
- 中央驱动式多自由度上肢康复训练机器人研究被引量：10
- 2018年
- 随着社会老龄化的日益严重,脑卒中患者人数逐年增加。相较于传统的康复治疗手段,应用上肢康复机器人治疗具有更高的效率和更好的康复效果,目前也已经成为康复领域的重要发展方向。本文针对当前上肢康复机器人系统的发展现状和不足,并结合各类上肢康复机器人产品的发展趋势,设计了一款最多能帮助患者完成6个自由度(3个驱动自由度,3个欠驱动自由度)训练的索控式中央驱动上肢康复训练机器人。综合考虑机器人结构与常见的多关节复合康复训练动作,选用关节空间规划法中的三次多项式法设计了进食、抬臂收展两条运动轨迹,并在MATLAB中绘制出机器人的运动轨迹曲线,为进行科学有效的被动康复训练奠定了基础。最后本文试制了实验样机,完成了机械结构与设计轨迹的验证。
- 黄小海喻洪流王金超董祺张林灵孟巧玲李素姣王多琎
- 关键词：上肢康复机器人
- 索控式中央驱动上肢康复机器人被引量：4
- 2018年
- 目的根据居家康复的要求与趋势,针对国内外上肢康复机器人体积庞大、传动链复杂以及驱动噪声大的缺点,设计了一款索控式中央驱动上肢康复机器人。方法首先采用钢丝绳和同步带组成的传动系统进行动力传递,并采用中央驱动式设计,即将电机驱动设备统一安置于远离患者的底座上;然后通过Solidworks建立三维模型,并设计动力传递系统的总体方案;最后通过Solidworks中的Motion模块对机器人肩关节屈曲/伸展运动、肩关节内收/外展运动、肘关节屈曲/伸展运动以及肩肘关节联动运动进行运动学仿真,验证所设计的上肢康复机器人机械臂结构的合理性及设定轨迹的可行性。结果肩关节、肘关节以及腕关节运动学仿真曲线证实了该上肢康复机器人能够平稳地完成规划的轨迹动作,从而验证了机械结构设计合理,方案可行。结论索控式中央驱动上肢康复机器人具有动力传递系统轻便以及结构简单的优点,可以协助患者完成各种康复运动。
- 黄小海喻洪流张伟胜许朋徐垠焮
- 关键词：上肢康复机器人运动学仿真
- 下肢外骨骼康复机器人运动感知系统的研究进展被引量：10
- 2021年
- 目前,世界上存在着大量下肢运动功能障碍的特殊人群,无法进行正常行走或运动。下肢外骨骼康复机器人技术的发展可以帮助他们完成正常站立、行走等基本行动功能,并改善其身体机能状况和生活质量。下肢康复外骨骼机器人系统是以人为中心的人机协同智能系统,其首要任务是理解人的运动意图,并对运动姿态做出准确的判断,与人体协同运动产生助行、助力等行为。现有的人机交互感知系统的研究方法主要涉及生物电信号和力/力矩等物理信号。为充分发挥生物信号的快速、全局性以及物理信号的持续、稳健性,确保人机交互控制系统的稳定性,本文从人机协调运动控制机理展开,对不同的意图感知方法对获取人体运动意图的影响进行综述,并对存在的问题进行分析,总结出多模态信息融合技术对提高人机系统的协调控制重要性,为提高人和机器自主决策能力以及外骨骼机器人感知系统的优化设计提供一定的参考。
- 李慧陈颖伟喻洪流马锁文胡杰杜青孟巧玲
- 关键词：下肢运动功能障碍生物电信号感知系统
- 穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展现状分析被引量：7
- 2021年
- 随着人口老龄化程度的日益加深,脑卒中患者逐年增多,康复训练目前已成为治疗脑卒中致残的最为有效方法之一。穿戴式上肢外骨骼康复机器人因其体积小、质量轻,便携性好,不但能够满足患者居家康复训练的需求,也可以辅助患者实现生活自理,在各类康复设备中具有明显的优势。文章在此背景下详细阐述了目前穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展历程中所涉及的关键技术,分别从驱动系统、传动机构、训练模式、主动控制方案及自由度等5个方面分析了各类方案的特点与适用环境,并根据现有技术的发展现状应用对其进行比较。最后分析提出了穿戴式上肢外骨骼康复机器人未来将向多自由度、轻量化、自适应助力、弹性与变刚度驱动等方向的发展。
- 朱纯煜李素姣喻洪流张西正(审校)
- 关键词：康复机器人康复训练机械设计
- 基于肌音信号的上肢康复训练动作模式识别方法被引量：2
- 2015年
- 研究表明，建立受损大脑与障碍肢体运动间的联系是加速恢复肢体功能的有效办法，而生物反馈则是借助精密的专业工具，探查和放大人体固有的生理变化过程中所产生的各种信息，通过显示系统将此种信息转变为易于为患者理解的信号或读数，在医务人员的指导下进行训练，使患者学会利用经过处理的自身信号，有意识地控制体内各种生理、病理的过程。
- 孟巧玲易金花喻洪流赵胜楠石萍
- 关键词：识别方法
- 一种基于推拿物理治疗牵引床的理疗控制系统的设计被引量：1
- 2018年
- 目的结合患者和医生的需求设计了一种基于推拿物理治疗牵引床的理疗控制系统。方法利用液压系统和一个直线推杆来控制床体,带动固定在床体上的患者完成前后拉伸、左右旋转、左右摆角、上下旋转、腰部推顶的多维牵引运动来模仿人工牵引治疗的手法,并有快速牵引、慢速牵引等多种牵引模式供不同的患者使用。该控制系统选用的处理器为ARMCortex-M3内核的STM32F103系列芯片,配合液压阀驱动模块、电机驱动模块等,构成了牵引床驱动控制系统,对控制系统输出的脉宽占空比PWM进行调控,以实现液压阀和直线推杆的比例控制。结果设计一款基于Labview平台下编写的上位机软件。利用上位机软件的可视化参数选择直接对底层处理器进行控制,使得整个理疗控制系统达到人机交互的效果。利用上位机软件控制牵引床机械本体;使其前后拉伸小于70 mm,上下旋转范围为-5°~25°,左右摆角范围为-25°~25°,左右旋转角为-25°~25°,腰部推顶小于30 mm。结论该控制系统可用于松弛腰背颈部肌肉、恢复腰脊椎的正常列线,改善突出物对神经压迫,具有良好的临床应用价值。
- 杨再学石萍喻洪琉
- 关键词：比例控制LABVIEW平台
- 基于轮椅的多姿态下肢康复训练系统的设计与仿真模拟分析被引量：4
- 2020年
- 目的:针对庞大的下肢康复训练设备的持续周期性训练给患者带来的不便,以及下肢功能障碍患者经常需要从轮椅转移到下肢康复训练设备中的风险问题,本文提出了一种新型的电动轮椅,可以实现姿态变换和下肢康复训练。方法:结合下肢康复训练设备的功能性与传统电动轮椅的便捷性,将下肢康复训练功能整合到轮椅中。本文设计的新型轮椅结构,可实现轮椅的姿态变换功能,采用了新型的腿托结构,用于完成下肢的康复训练。利用SolidWorks软件进行了三维建模,并通过Motion模块对模型进行了运动仿真,获得相关运动学数据与理论运动轨迹。最后测试了设备的样机。结果:多姿态下肢康复训练轮椅通过运动学仿真,证明可以实现坐-卧-站三种姿态间的变换,能够实现下肢的膝关节屈伸训练。姿态变换的人体实测轨迹与仿真理论轨迹相似,实测运动学参数与理论值一致。结论:多姿态下肢康复训练设备基于轮椅平台设计,既可以实现轮椅的移动、站立和平躺,又能够帮助患者进行下肢康复训练,优化了轮椅的整体结构,满足设备的安全性与功能性要求。
- 李素姣朱文杰孟巧玲喻洪流
- 关键词：下肢康复训练
- 下肢助行外骨骼髋关节串联弹性驱动器弹性单元优化设计研究被引量：6
- 2019年
- 目的串联弹性驱动器是下肢助行外骨骼实现刚柔耦合的重要途径,其弹性单元的设计优劣直接决定了刚柔耦合性能的高低,研究一种应用于下肢助行外骨骼髋关节部位的扭转型串联弹性驱动器弹性单元优化设计方案。方法设计一款针对髋关节部位的特定环形弹性体。选择500~1 000 N·m/rad的刚度作为设计目标,弹性体在加载50 N·m扭矩时变形量定在5°以下,单片承载的设计。结合连接的谐波减速器外形尺寸,弹性元件的具体设计参数为:最大扭矩50 N·m,最大偏转3°,外圈直径69 mm,内圈直径20 mm,刚度954.93 N·m/rad。通过正常人体髋关节扭矩分析,确定髋关节弹性体技术指标,基于SolidWorks建立所设计弹性体三维模型,在ANSYS WORKBENCH中对弹性体厚度、单组弹性梁跨度、弹性梁宽度进行仿真优化。结果取安全系数为1.2,最大应力在1 100 MPa以下时,最终优化分析计算结果为t=13.89 mm,b=1.79 mm,α=88.3°。在该条件下,当输出扭矩为50 N·m时,弹性元件所受到的最大应力、最大柔性转角分别为1 060 MPa、3.049 3°,认为其满足设计要求。得到基于所建模型施加不同扭矩时得到的扭转角度。在等梯度不同扭矩的作用下,弹性体的柔性转角和对应的负载扭矩具有很好的线性关系,在不同负载下其刚度是一致的。由胡克定律k=T/θ,可得弹性元件刚度为:k=939.49 N·m/rad,符合预先设计目标。结论所得扭矩与扭转变形角度在MATLAB中用最小二乘法拟合,其刚度曲线呈线性,证明了仿真优化方案的可行性。
- 程冠铭孟青云胡冰山喻洪流
- 关键词：髋关节弹性体
- 脊髓损伤大鼠和健康大鼠对不同速率膀胱灌注响应的研究
- 2014年
- 目的比较健康大鼠和脊髓损伤大鼠膀胱功能的差异。方法选取14只Sprague—Dawley雌性大鼠按随机数字表法分为健康组和脊髓损伤组，每组7只。大鼠麻醉后分别进行不同速率（0．05ml／min、0．1ml／min、0．2ml／min和0．5ml／min）的膀胱灌注实验。记录膀胱压力曲线图，比较健康大鼠和脊髓损伤大鼠膀胱压力反射活动状况。结果健康组大鼠的膀胱响应特征与灌注速率具有相关性，灌注速率为0．05、0．10、0．20和0．50ml／min时健康组大鼠的膀胱收缩周期分别为（401．0±132．4）、（215．7±95．9）、（108．3±59．1）和（52．5±32．8）s；脊髓损伤组大鼠的的膀胱收缩周期分别为（216．0±56．8）、（120．2±74．3）、（70．4±12．3）和（29．1±10．9）。可见在灌注速率较大的情况下膀胱收缩周期较小（P〈0．05），而且在同一灌注速率下，脊髓损伤组大鼠膀胱的收缩周期较健康大鼠显著减小（P〈0．05），但与灌注速率的相关性亦减弱。脊髓损伤组大鼠膀胱的收缩峰值较健康组大鼠降低（P〈0．05），但收缩时间差异无统计学意义（P〉0．05）。结论灌注速率影响健康大鼠和脊髓损伤大鼠膀胱的收缩周期，同一灌注速率下膀胱的收缩周期和收缩峰值与膀胱状态相关。
- 石萍喻洪流
- 关键词：脊髓损伤膀胱灌注
