旋提操作教學機器人的研究與應用探索

付 鐵，張慶東，李 健，朱立國

（1.北京理工大學機械與車輛學院，北京100081；2.北京動力機械研究所，北京100074；3.北京理工大學自動化學院，北京100081；4.中國中醫(yī)科學院望京醫(yī)院，北京100102）

1 引言

頸椎病是脊柱疾患的常見病和多發(fā)病，在世界衛(wèi)生組織公布的《全球十大頑癥》中名列第二[1]，且發(fā)病率呈增長和年輕化趨勢[2]。旋提療法屬中醫(yī)正骨治療的一種方法，是目前我國非藥物治療頸椎病的安全有效方法之一[3]。在臨床教學過程中，學習者需要通過大量的操作訓練和經驗才能確保對旋提治療手法的掌握。但考慮到錯誤的操作手法可能會對患者造成損傷，初學者上手機會少，教學效率低，嚴重阻礙了旋提療法的臨床推廣[4]。

隨著計算機技術、自動化技術、機電一體化技術、電子技術以及傳感技術等現代學科的發(fā)展，機器人技術得到了迅速發(fā)展和深入廣泛的應用[5-8]，同時在教育教學方面的應用也備受關注。例如，在基礎臨床教學過程中，出現了各種模擬訓練及教學輔助裝置，極大地提高了臨床教學的效率[9-10]。鑒于此，作者研制了一種新型旋提操作教學機器人。一方面可以用機器人代替患者，對初學者進行旋提手法的操作培訓。另一方面，也可作為一個典型的機電一體化項目，針對學生開展機器人相關的實踐教學以及綜合能力、創(chuàng)新意識培養(yǎng)。

2 旋提操作教學機器人結構及工作原理

旋提操作教學機器人主要由頭部模型、頸部模擬機構、脊柱模擬機構和控制系統組成，如圖1 所示。……