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康复机器人是近年出现的一种新型康复医疗设备,它以医学理论为依据,通过机械结构对肢体进行外部支撑,使患者接收康复训练的时候,能够感知肢体运行,改善相关感觉运动功能。随着脑科学的进步和发展,功能性电刺激被应用到病患的康复治疗中,它能够通过电流刺激患肢的相关神经或肌肉,使肌肉收缩产生肢体运动,同时产生感觉反馈刺激促进大脑运动学习。将康复机器人同功能性电刺激系统相结合,为患者运动功能康复提供综合、高效康复训练过程。 本课题将物理康复和功能性电刺激康复相结合,研究了腕部康复机器人系统和阵列电极功能性电刺激系统。腕部康复机器人系统通过气动肌肉驱动弯曲/伸展康复训练和电机驱动尺偏/桡偏康复训练,采用STM32F103作为微控制器,通过角度传感器获取腕关节状态,实现腕部康复训练PID位置闭环控制。阵列电极功能性电刺激系统采用STM32F103作为控制器,通过RehaStim2刺激器产生参数可调节刺激脉冲,经阵列电极选择选择性刺激位点,配合弯曲传感器获取腕部姿态,实现PID闭环控制功能康复训练。 最后,对设计的硬件系统进行了功能性测试,气动肌肉电磁比例阀控制输出,电机驱动PWM控制,传感信息监测等都运行良好。软件测试结果表明,电刺激系统能够通过上位机应用程序控制阵列电极选通,调节电刺激参数,实现文本和图像信息记录等功能。