基于虛擬現實的網絡化步態(tài)訓練康復機器人系統(tǒng)軟件設計與實現.pdf

1、醫(yī)學研究表明，及早對下肢殘障患者進行康復訓練能增強關節(jié)活動度，明顯提高下肢運動能力的最終康復程度?？祻蜋C器人是機器人技術在醫(yī)療方面的新應用?；谔摂M現實的步態(tài)康復訓練機器人系統(tǒng)不僅可以利用機器人對病人進行康復訓練、數據記錄、分析和掌握病人的康復情況，而且采用基于虛擬現實的輔助訓練軟件，通過虛擬環(huán)境來鼓勵患者積極主動地參與康復訓練，可以進一步地提高康復訓練的效果。本文工作在是中科院合肥智能機械研究所機器人傳感器實驗室承擔的國家863項目網

2、絡化多個老人殘障者遠程上肢康復訓練機器人(No.2008AA04020)的資助下完成。本文的主要內容如下:
　　 (1)網絡化步態(tài)訓練康復系統(tǒng)的設計。康復訓練系統(tǒng)的運動軌跡是基于人體正常行走時踝關節(jié)的運行軌跡設計的。系統(tǒng)提供主被動兩種訓練模式，每種模式下均設有四種不同難度的級別，以便患者不同階段的訓練。網絡化康復系統(tǒng)實現了一名醫(yī)生同時指導訓練多名患者的模式，病患端的運動速度、力、脈搏、肌張力等生理信息，實際訓練模式、訓練難度、工

3、況等訓練信息和現場訓練的視頻，這些都能實時地在遠程醫(yī)生端顯示出來，并且醫(yī)生端可以實時監(jiān)控指導病患的實際訓練。
　　 (2)基于虛擬現實的康復訓練系統(tǒng)的實現。引入cocos2d游戲引擎作為整個虛擬世界的創(chuàng)建基礎，將患者訓練時的運動速度作為游戲中角色的速度，在患者參與虛擬游戲的同時，粗略的評測出下肢運動能力和康復情況。
　　 (3)網絡化系統(tǒng)、虛擬現實系統(tǒng)、康復訓練系統(tǒng)的融合設計。以康復訓練設備為病患訓練時的實體基礎，分別在

4、醫(yī)生端和病患端運行不同的軟件，互相之間實現網絡化通信。病患端軟件引入虛擬現實系統(tǒng)，虛擬游戲以線程方式在系統(tǒng)中運行，以單例設計模式為主要模式，通過與病患端主軟件協(xié)同合作，對病人的速度等生理信息進行快速合理有效的讀取操作，并實時形象化的反映在游戲中。
　　 本文的創(chuàng)新之處是，充分融入了網絡化遠程監(jiān)控操作，建立了以虛擬現實系統(tǒng)為輔助軟件的步態(tài)訓練康復機器人系統(tǒng)，既提高了病患參與康復訓練的積極性，也實現了網絡化一對多康復訓練指導的模式，