偏瘫上肢康复训练机器人是替代医师牵引患肢进行康复治疗,完成训练动作的一种医疗设备。它有着特殊的工作对象和特定的工作环境,因此机器人的设计必须从患者的需要出发,同时符合临床康复训练的规律。偏瘫上肢康复训练机器人应主要由牵引机构、支撑机构、控制系统和数据采集系统等部分组成。在牵引机构的设计中,对于软瘫期和痉挛期患者的训练治疗,牵引机构应主要带动患肢肩关节进行运动,以满足患者进行单关节分离运动训练的需要。而对于相对恢复期患者的训练治疗,牵引机构应具有较大的运动范围,以满足患者做大幅度多关节复合运动训练的需要。并且所设计的机器人应与人体上肢具有相似的结构,尽量与患肢的运动空间相一致。在支撑机构的设计中,根据目前临床上常用的上肢康复训练手法,拟定机器人的支撑机构也应以支撑患肢的肘关节为主,并要求支撑机构可跟随患肢一起运动,是个随动系统,支撑机构不能干涉肘关节的运动,要具有一定的灵活性。同时,支撑机构最好能够对支撑力的大小进行调节,以便发挥患肢的残余功能机器人的控制系统应该能够分别实现主动运动和被动运动这两种运动训练模式。在训练中,控制系统不仅要控制牵引机构带动患肢按设定的轨迹运动,而且还要能够检测到患肢与牵引机构之间的相互作用力,并对驱动电机进行实时的调整,以便能够提供完成训练的最小驱动力或是阻尼。因此控制系统不仅要控制驱动电机的转度,还要能控制驱动电机的输出力矩,是一个闭环系统。机器人的数据采集系统应通过传感器和其他电子元件的直接测定,以及后续的分析处理得出患肢运动特征参数,其中包括运动轨迹、范围、速度、加速度、驱动力矩、阻力矩、支撑力等,并可通过屏幕或者其它介质为医师和患者提供实时而简洁的反馈信息。再有,为了保证患肢安全,牵引机构不能与患肢的运动空间发生干涉,不能对患肢产生过大的拉扯力,而控制系统应采用阻抗控制、增加限位开关等多种安全保障措施。并且,机器人的外观应美观干净,结构应简洁轻巧,以适应医院的整洁环境,使患者愿意接受机器人的治疗。综上所述,在设计机器人时最重要的是以患者为本,把确保患者的肢体安全当作最主要的设计原则,在此基础上再通过结构设计和控制系统设计等,使机器人具备尽可能多的功能。偏瘫上肢康复训练机器人给临床偏瘫上肢康复治疗带来了一条新的思路,不仅对临床研究神经康复有巨大的指导意义,而且为研究正常人的神经控制与运动机理提供了一个新的契机。