柔性手部可穿戴康复运动辅助系统  

Flexible Hand Wearable Rehabilitation Motion Assistance System

作　　者：张海文 林涵睿 贾丹平[1] 

机构地区：[1]沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁 沈阳 [2]辽宁省劳动经济学校机电工程系,辽宁 沈阳

出　　处：《人工智能与机器人研究》2025年第2期350-361,共12页Artificial Intelligence and Robotics Research

基　　金：辽宁省教育厅面上项目(JYTMS20231213)。

摘　　要：随着我国人口老龄化加剧,脑卒中患者数量逐年上升,手部运动功能障碍成为常见后遗症。设计一款柔性手部可穿戴康复运动辅助系统,解决现有手部康复设备价格昂贵、安全性低、力重比不足、气压需求较高以及患者参与度低等问题。以帮助脑卒中患者进行居家康复训练以及辅助患者完成日常生活任务。本文系统核心由柔性手部屈曲执行器和气动控制系统组成。执行器采用涂有TPU (Thermoplastic Polyurethane)涂层的尼龙织物,具备良好的柔顺性和舒适性;气动控制系统由微型气泵、高频电磁阀和控制电路板构成。此外,系统配备微信小程序和液晶触摸屏的人机交互界面,用户可选择不同的康复模式、获取医疗资讯及历史康复数据等。实验结果表明,当手部屈曲执行器的输入气压达到最大300 kPa时,指尖终端输出力可达到11.6 N。证明了柔性手部可穿戴康复运动辅助系统在居家康复中的有效性,为脑卒中患者自理能力的恢复提供了有力支持。经实验验证,基于柔性织物材料的手部屈曲执行器具备舒适柔软的穿戴体验,并具有较高的安全性,有效避免了对患者的二次伤害。此外,该执行器在较低气压下仍能实现较高的指尖终端输出力。通过引入基于表面肌电信号的主动康复模式,使患者能够精确控制康复训练动作,充分发挥自主意识的作用。与被动康复和镜像康复模式结合,形成了一种适用于康复全周期的手部可穿戴康复运动辅助系统。Given the exacerbation of the aging population in China, the incidence of stroke patients is progressively increasing, leading to hand motor dysfunction as a prevalent sequela. This study aims to develop a flexible hand wearable rehabilitation motion assistance system to address the issues of high cost, low safety, inadequate force-to-weight ratio, excessive pressure requirements, and low patient engagement associated with current han

关 键 词：运动功能恢复 柔性机器人技术 多模式人机交互 康复运动辅助 智能可穿戴设备 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]