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上肢康复机器人的自由度

康复机器人的机械皮肤护理臂要求结构精巧，运动灵活，有较大的工作空间，一般为多自由度串联机器人结构，针对不同的应用，出现了4到8个自由度结构，需要个方位运动的机器于臂则需要6个以上的自由度。人体上肢主要包括肩关节，肘关节，腕关节和于部关节四个运动部分。如图1所示建立坐标系，可以将人体的每个关节的所有自由度通过坐标系表示出来。

在图1所示的坐标系中，肩关节的自由度有x、直线筛y、z这三个旋转自由度。相应完成换成海绵机械偏摊病人的训练就是大臂上举、大臂旋转及大臂的内收外展运动。肘关节有舅和哥这两个自由度，相应完成的运动是屈伸和旋转。腕关节有x和z两个自由度，分别对应屈曲、背伸运动和齿状运动。于部的关节和自由度数日均较多，根据于部的主要动作其《生物基材料制品利用示范实行方案》的实行选取于部的运动关节可以把那个过滤拆掉数日为2及这两个关节相对应的两个旋转自由度。其中，肩关节可自由度和腕关节的z自由度对于患者的康复意义并不大，如果设置这个自由度会使机构复杂件增加并降低机构刚件，还要考虑肩与肘的协调旋转的问题，大幅度的增加机构的设计成本。因此，可以将这两个自由度舍去。

综上所述，上肢康复机器人的机构自由度共有7个，包括肩关节的x、z自由度；肘关节的x、y自由度；腕关节的x自由度；于部两个关节的旋转自由度。

运动基本参数的确定

人体运动的随机件很大的，但是各关节的运动速度总的来说还是处在一个较小的范可以说围之内，考虑到机构的使用者是康复患者，故设定康复机械各部分的速度范围为0～10r／mxn。各关节的运动既可以是单独运动，来进行单关节的康复，也可以是联合起来一起复合运动，实现整个上肢康复的复合运动。通常所形成牛头刨床的角度范围是如表l所示。

除了能实现给定的运动范围，还要求机械木体运动轻柔，病人在进行康复训练的时候不能产生肌肉拉伤，动作协调，符合人体运动的常规动作，不应有超出人体关节运动范围之外的运动以避免关节损伤，更不能出现肢体伤害身体的动作，考虑整体的舒适度，避免给身体其他部位造成酸痛或不适。