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本動力外骨骼手功能訓練器是在分析人手生物學特性的基礎上，設計了一種新的外骨骼式機械手，用于手部功能障礙的腦卒中患者的康復訓練。本技術集合多種控制模式（語音、肌電信號、健側控制）對動力外骨骼手訓練器進行控制，達到更好的訓練和康復輔助效果。

種便攜式的外骨骼式手功能康復訓練器，用于手部功能障礙的腦卒中患者的康復訓練。建立了基于患者自身肌電信號（sEMG）/語音信號/健側信號控制等外骨骼手多元控制系統(tǒng)方案。該產品突破傳統(tǒng)訓練器的模式，可由患者隨身攜帶，在康復訓練的同時輔助其日常生活活動，具有更好的康復效果。同時大大降低了康復訓練的成本、減輕了對醫(yī)療資源和患者家庭的壓力

面對物流市場規(guī)模壯大趨勢，設計助力外骨骼裝置，解決搬運工抬起重物吃力、身體易疲勞問題。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 劉棗財 機器人產業(yè)學院 2020.10/2024.6 20483217 丁寧 機器人產業(yè)學院 2020.10/2024.6 20482103 張文麗 機器人產業(yè)學院 2020.10/2024.6 20402110 殷樂 機器人產業(yè)學院 2020.10/2024.6 20497207 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 虞晴 機器人產業(yè)學院 教師 材料力學 四、項目簡介 面對物流市場規(guī)模壯大趨勢，設計助力外骨骼裝置，解決搬運工抬起重物吃力、身體易疲勞問題。

在動力大腿假肢控制研究中，如何實現(xiàn)復雜環(huán)境下“人-機-環(huán)”協(xié)調控制是一個挑戰(zhàn)性難題。現(xiàn)有研究主要通過各類人機交互方式來解決上述問題，即期望通過各類人機界面信號識別人體運動意圖以控制假肢適應環(huán)境。但目前人機界面信號難以達到期望中的可靠性和準確性。人穿戴假肢在環(huán)境中行走是一個典型的“人-機-環(huán)”問題，而現(xiàn)有研究缺少“機”和“環(huán)”之間的鏈路。 該研究探索假肢視覺對“人-機-環(huán)”回路的作用機制，打通“機”和“環(huán)”之間的鏈路。在運動過程中，人體視覺神經(jīng)系統(tǒng)負責運動決策，假肢視覺負責環(huán)境信息感知，通過人機信息融合，“長眼睛”的智能假肢可以在復雜地形下“預見性”地規(guī)劃步伐，顯著提高大腿截肢者適應復雜環(huán)境的能力。

可穿戴康復外骨骼機器人是一種可以為行動能力缺失人群穿戴的人機一體化的智能機電裝備系統(tǒng)，它將人類的“智力”和智能機電系統(tǒng)的“體力”結合在一起，根據(jù)人的行為意圖和輔助操作等方式來控制的智能機器人系統(tǒng)，通過外置可穿戴機器人來彌補病患受傷平面以下的運動及感覺能力，完成僅靠病患的自身能力無法單獨完成的康復訓練動作和日常生活行動。 根據(jù)目前醫(yī)療市場上對于康復累器具需求的不斷增長，針對目前國內在外骨骼機器人產業(yè)化領域的空白現(xiàn)狀，著眼于研發(fā)康復醫(yī)療用的可穿戴式外骨骼機器人系統(tǒng)，并最終實現(xiàn)產業(yè)化。 該系統(tǒng)主要包括產品主要包括綜合控制系統(tǒng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合及實時數(shù)據(jù)傳輸以及人體運動意圖識別系統(tǒng),如下圖所示。外骨骼機器人系統(tǒng)中所涉及到的多傳感器數(shù)據(jù)融合、人體步態(tài)識別及規(guī)劃、人體運動意圖識別以及智能人機交互等技術都屬于機器人領域中的前沿與核心，目前在國內是屬于一個非常新的產品方向。該系統(tǒng)綜合技術達到了國內領先水平，該項目具有新穎性。其優(yōu)勢創(chuàng)新之處主要在以下幾點： （1）結合多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，感知和識別穿戴者的運動意圖；（2）先進的人機交互技術，使外骨骼機器人能夠與穿戴者完美配合；（3）在智能控制系統(tǒng)

可穿戴康復外骨骼機器人是一種可以為行動能力缺失人群穿戴的人機一體化的智能機電裝備系統(tǒng)，它將人類的“智力”和智能機電系統(tǒng)的“體力”結合在一起，根據(jù)人的行為意圖和輔助操作等方式來控制的智能機器人系統(tǒng)，通過外置可穿戴機器人來彌補病患受傷平面以下的運動及感覺能力，完成僅靠病患的自身能力無法單獨完成的康復訓練動作和日常生活行動。 根據(jù)目前醫(yī)療市場上對于康復累器具需求的不斷增長，針對目前國內在外骨骼機器人產業(yè)化領域的空白現(xiàn)狀，著眼于研發(fā)康復醫(yī)療用的可穿戴式外骨骼機器人系統(tǒng)，并最終實現(xiàn)產業(yè)化。 該系統(tǒng)主要包括產品主要包括綜合控制系統(tǒng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合及實時數(shù)據(jù)傳輸以及人體運動意圖識別系統(tǒng),如下圖所示。外骨骼機器人系統(tǒng)中所涉及到的多傳感器數(shù)據(jù)融合、人體步態(tài)識別及規(guī)劃、人體運動意圖識別以及智能人機交互等技術都屬于機器人領域中的前沿與核心，目前在國內是屬于一個非常新的產品方向。該系統(tǒng)綜合技術達到了國內領先水平，該項目具有新穎性。其優(yōu)勢創(chuàng)新之處主要在以下幾點： （1）結合多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，感知和識別穿戴者的運動意圖；（2）先進的人機交互技術，使外骨骼機器人能夠與穿戴者完美配合；（3）在智能控制系統(tǒng)的幫助下，外骨骼機器人能夠自主的輔助穿戴者行走，不需要其他諸如拐杖之類的輔助器具；（4）人體工學、模塊化的機械設計，具備很好的拓展性和可替換性。 在實現(xiàn)外骨骼機器人系統(tǒng)（Exoskeleton Robot System）平臺，擬建立外骨骼機器人系統(tǒng)的研發(fā)體系以及行業(yè)標準，實現(xiàn)外骨骼機器人系統(tǒng)在脊髓損傷SCI（Spinal Cord Injury）康復醫(yī)療以及相關領域的實際應用，并開展面向多應用領域的關鍵技術的研究。 康復醫(yī)療外骨骼機器人系統(tǒng)主要包括面向于傷殘人群的外骨骼行走輔助系統(tǒng)，以及面向于康復醫(yī)療機構的康復醫(yī)療，訓練系統(tǒng)。為截癱等患者實現(xiàn)站起來夢想，進行獨立生活，塑造自我尊嚴，起著巨大的社會影響。

本發(fā)明公開了一種可穿戴式助力外骨骼下肢機構，它包括：腰部、左腿、右腿、液壓伺服驅動系統(tǒng)、實時控制器、電源模塊；其中，所述右腿和左腿結構相同，分別與腰部鉸接，并對稱設置在腰部兩側；液壓伺服驅動系統(tǒng)分別與左腿和右腿相連，并對其進行控制；液壓伺服驅動系統(tǒng)與實時控制器相連；電源模塊對液壓伺服驅動系統(tǒng)供電。髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)的運動協(xié)作來完成行走，共有7個自由度，髖關節(jié)和踝關節(jié)各有3個自由度，分別是屈/伸運動，外展/內收，旋內/旋外運動，膝關節(jié)有1個的屈/伸運動的自由度。本發(fā)明機構簡單、穿戴方便、長度可調性、適合不同身高體重的人穿戴和外骨骼各關節(jié)活動自如等特點。

成果簡介： 可穿戴康復外骨骼機器人是一種可以為行動能力缺失人群穿戴的人機一體化的智能機電裝備系統(tǒng)，它將人類的“智力”和智能機電系統(tǒng)的“體力”結合在一起，根據(jù)人的行為意圖和輔助操作等方式來控制的智能機器人系統(tǒng)，通過外置可穿戴機器人來彌補病患受傷平面以下的運動及感覺能力，完成僅靠病患的自身能力無法單獨完成的康復訓練動作和日常生活行動。 根據(jù)目前醫(yī)療市場上對于康復累器具需求的不斷增長，針對目前國內在外骨骼機器人產業(yè)化領域的空白現(xiàn)狀，著眼于研發(fā)康復醫(yī)療用的可穿戴式外骨骼機器人系統(tǒng)，并最終實現(xiàn)產業(yè)化。 該系統(tǒng)主要包括產品主要包括綜合控制系統(tǒng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合及實時數(shù)據(jù)傳輸以及人體運動意圖識別系統(tǒng),如下圖所示。外骨骼機器人系統(tǒng)中所涉及到的多傳感器數(shù)據(jù)融合、人體步態(tài)識別及規(guī)劃、人體運動意圖識別以及智能人機交互等技術都屬于機器人領域中的前沿與核心，目前在國內是屬于一個非常新的產品方向。該系統(tǒng)綜合技術達到了國內領先水平，該項目具有新穎性。其優(yōu)勢創(chuàng)新之處主要在以下幾點： （1）結合多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，感知和識別穿戴者的運動意圖；（2）先進的人機交互技術，使外骨骼機器人能夠與穿戴者完美配合；（3）在智能控制系統(tǒng)的幫助下，外骨骼機器人能夠自主的輔助穿戴者行走，不需要其他諸如拐杖之類的輔助器具；（4）人體工學、模塊化的機械設計，具備很好的拓展性和可替換性。 在實現(xiàn)外骨骼機器人系統(tǒng)（Exoskeleton Robot System）平臺，擬建立外骨骼機器人系統(tǒng)的研發(fā)體系以及行業(yè)標準，實現(xiàn)外骨骼機器人系統(tǒng)在脊髓損傷SCI（Spinal Cord Injury）康復醫(yī)療以及相關領域的實際應用，并開展面向多應用領域的關鍵技術的研究。 康復醫(yī)療外骨骼機器人系統(tǒng)主要包括面向于傷殘人群的外骨骼行走輔助系統(tǒng)，以及面向于康復醫(yī)療機構的康復醫(yī)療，訓練系統(tǒng)。為截癱等患者實現(xiàn)站起來夢想，進行獨立生活，塑造自我尊嚴，起著巨大的社會影響。

研究背景據(jù)2019年國家統(tǒng)計局[2]統(tǒng)計，截止至2018年末，65歲及以上人口為16658萬人，占總人口的11.9%。老年人可能會出現(xiàn)腿部肌肉力量不足的現(xiàn)象，甚至于心理方面的問題。本項目解決了傳統(tǒng)外骨骼存在問題電機位于關節(jié)附近導致：1. 自身重量較大2. 附加轉動慣量大剛性機構擬合關節(jié)導致：3. 結構復雜4. 協(xié)調控制難設計一款便攜、輕質、低附加慣量、良好人機協(xié)調性能的外骨骼機器人，是急需解決的問題。

【發(fā) 明人】管媛媛；顧一煌；陳昊；林穎；程沭濼【摘    要】1.本外觀設計產品的名稱：康復訓練器(手功能)。2.本外觀設計產品的用途：本外觀設計產品是鍛煉手功能的訓練機械。3.本外觀設計產品的設計要點：產品的形狀。4.最能表明本外觀設計設計要點的圖片或照片：主視圖。