[00960876]创伤手指临床康复CPM医疗机械手系统

该项目从临床实践需要出发，以给手外科康复医师提供一个临床研究的仪器设备，提高手功能康复治疗的自动化、智能化水平为研究目的，根据现代循证医学和CPM理论，研究设计一种适合于对手指创伤进行功能康复治疗的机械手系统。利用该系统树立手指关节功能锻炼的新概念，更好地促进手指创伤患者的功能恢复，改善人手外伤的治疗效果，防止手指关节功能障碍的发生。该系统将使恢复运动更加有效，恢复过程更短，安全性得到更好的保障，并为手指创伤临床康复效果的定量测评提供依据，有着十分重大的研究价值和广阔的应用前景。该项目取得创新性成果如下：设计了康复机械手驱动机构，适应人手的生理结构和运动特点。设计了康复机械手的分层控制系统来进行信号的数字化传输、处理和通讯，满足机械手实时控制和康复应用要求。提出了基于滑动导杆结构的康复机械手外骨骼测量机构构型，机构集成了关节位置传感器和力传感器，能够实时反馈手指的关节角度、力信息。提出了基于扩张状态观测器的康复机械手速度参数观测方法。根据机器人学原理进行了人手和机械手的运动学及动力学分析。建立了以扰动观测器为内环，自适应滑模变结构控制器为外环的康复机械手鲁棒双环控制器。进行了康复机械手系统实验研究，包括人手适应性实验、位置控制实验、连续被动活动实验和手指关节力学特性测量实验。