基于下肢康復(fù)機器人虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，簡稱VR)技術(shù)，是一門新興的綜合性信息技術(shù)，在眾多領(lǐng)域擁有廣泛的前景，如軍事、制造業(yè)、建筑工程、人文教育、醫(yī)療康復(fù)、娛樂文化等。借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，進行下肢康復(fù)訓(xùn)練可以打破傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練模式，提高康復(fù)患者的積極性和趣味性。本文利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建大型VRML虛擬漫游場景，并進行了人機交互的實現(xiàn)，主要的研究內(nèi)容包括：
　　首先，本課題是在充分分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點、系統(tǒng)建模方法和硬件交互設(shè)備

2、的基礎(chǔ)上，結(jié)合下肢康復(fù)理論，提出了在己設(shè)計出的下肢康復(fù)機器人中引入虛擬現(xiàn)實康復(fù)漫游場景，進行了漫游場景的規(guī)劃，并構(gòu)建出用于下肢康復(fù)機器人的高沉浸度的虛擬漫游場景。
　　然后，提出了下肢康復(fù)機器人主動輔助的控制訓(xùn)練模，進行了硬件模塊的選型、足底壓力采集、放大電路設(shè)計，根據(jù)下肢康復(fù)控制系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則，搭建出一套下肢康復(fù)機器人控制系統(tǒng)，并進行了實驗結(jié)果的驗證，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、響應(yīng)迅速。
　　其次，根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)要求，分別從非編

3、程式和編程式兩方面進行人機交互功能的設(shè)計與初步實現(xiàn)，設(shè)計了場景自動漫游的功能，利用“陀螺儀”模塊實現(xiàn)虛擬視點的轉(zhuǎn)向，利用了51單片機模擬PS/2鍵盤，并與PC機進行通訊，實現(xiàn)了康復(fù)機器人與虛擬視點的同步運動。
　　最后，本課題利用VRML語言及3DS MAX建立了虛擬城市漫游場景，應(yīng)用于上肢康復(fù)機器人對患者的康復(fù)訓(xùn)練，高度沉浸性的虛擬場景及快速響應(yīng)的實時人機交互，既增加病人的康復(fù)積極性，減輕康復(fù)醫(yī)護人員的負(fù)擔(dān)，又極大地提高了訓(xùn)練效