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運動自適應外骨骼機器人系統的主要功能是為腦卒中患者提供上肢關節協同運動康 復訓練，主要是通過與患者建立的空間物理聯接以物理交互和感知交互的方式實現。外骨骼機器人系統和人體緊密聯接，相互作用，相互影響，協同完成運動康復訓練任務。由于腦卒中患者的生理和心理較常人更顯脆弱，外骨骼機器人系統在物理交互和感知交互兩個方面需要進行嚴格的功能和可靠性測試，確保在實驗室開發環境中將存在的問題發現并解決，再用于臨床康復訓練。
運動自適應外骨骼機器人系統（下圖）主要包括主、從外骨骼機器人系統，運動控制系統和人機交互界面等。主、從外骨骼機器人具有相同的七自由度運動學結構，可安裝在不同支架供理療師和患者單獨穿戴，也可安裝在同一支架由患者健肢和患肢分別穿戴。支架高度可大范圍調節，適應穿戴者的坐姿和站姿狀態。主、從外骨骼機器人可以方便地變換姿態適應左右側上肢，上臂和前臂的桿件長度可在一定范圍內調節以適應不同身材的患者。主外骨骼機器人每個關節自由度安裝了高精度編碼器，實時記錄關節角度，從外骨骼機器人的關節自由度相應的安裝了獨立的電機和齒輪減速箱組合， 直接驅動關節旋轉運動。人體與外骨骼機器人通過位于上臂、前臂和手部的柔性綁帶聯接，保證訓練舒適性。
此外，系統根據不同運動康復訓練方式制定了相應的智能控制策略，理療師通過人機交互界面可以選擇合適的運動訓練方式，操作主從外骨骼機器人系統開展康復訓練。康復訓練數據庫自動記錄每次訓練過程中患者運動學和動力學數據， 方便理療師進行定量分析和比較，制定具有針對性的康復訓練方案。
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