王占禮 段志峰 李 爽 高墨堯 龐在祥

（長春工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 吉林 長春 130012）

0 引言

隨著人口老齡化的加劇、生活節(jié)奏的加快以及不良飲食習(xí)慣的影響，因腦卒中造成肢體運(yùn)動(dòng)障礙的人口迅速增長。腦卒中作為發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、致殘率高、死亡率高的腦血管疾病，正以每年300多萬人的速度增長；患病的存活者中，約80%會(huì)留有不同程度的肢體功能障礙[1-5]。醫(yī)學(xué)和臨床實(shí)踐表明，治療腦卒中最有效的方法就是治療后轉(zhuǎn)為反復(fù)的康復(fù)訓(xùn)練。傳統(tǒng)的康復(fù)治療一般是通過治療師與患者面對(duì)面、長時(shí)間的接觸來幫助患者進(jìn)行肢體上的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到康復(fù)治療的效果。這種治療往往過于依賴治療師的自身治療經(jīng)驗(yàn)，并且現(xiàn)階段治療師數(shù)量與患者的數(shù)量相差較大，存在康復(fù)治療效率低、成本高、操作難度大且不易隨時(shí)進(jìn)行的缺點(diǎn)。上肢康復(fù)機(jī)器人的出現(xiàn)彌補(bǔ)了以上缺點(diǎn)，將機(jī)器人技術(shù)與康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合，可使治療效果事半功倍。

隨著康復(fù)醫(yī)療技術(shù)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙治療的康復(fù)機(jī)器人正成為研究的重點(diǎn)，國內(nèi)外眾多學(xué)者及相關(guān)單位都對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，并取得了一些成果。國外研發(fā)的具有代表性的產(chǎn)品有：Lünenburger L 等[6]開發(fā)的基于跑步機(jī)的外骨骼式康復(fù)機(jī)器人Lokomat，由Colomer C等[7]研制的可提供手臂減重系統(tǒng)、增強(qiáng)表現(xiàn)反饋和評(píng)估工具的Armeo 機(jī)器人，Nef T 等[8]開發(fā)的具有6 自由度半骨架結(jié)構(gòu)的ARMin 機(jī)器人等。國內(nèi)研發(fā)的具有代表性的產(chǎn)品有：Huang X 等[9]研發(fā)的10 自由度上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人，李慶玲等[10]研發(fā)的5自由度康復(fù)機(jī)械臂系統(tǒng)，以及與肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心相匹配的新型上肢康復(fù)機(jī)器人等[11-13]。

目前，對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人的研究逐漸向外骨骼式康復(fù)機(jī)器人方向發(fā)展，通過機(jī)器人運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)患者上肢運(yùn)動(dòng)來達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練的目的。其中，大部分的外骨骼式康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式單一、結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，康復(fù)運(yùn)動(dòng)存在局限性，康復(fù)周期長，很難對(duì)患者進(jìn)行有效的康復(fù)訓(xùn)練。因此，本文中在深入了解上肢康復(fù)機(jī)理的前提下，基于人體解剖學(xué)與人機(jī)工程學(xué)理論，設(shè)計(jì)了一種5自由度肩關(guān)節(jié)全驅(qū)動(dòng)上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的內(nèi)收/外展、前屈/后伸、旋內(nèi)/旋外運(yùn)動(dòng)，肘關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)及腕關(guān)節(jié)的橈屈/尺屈運(yùn)動(dòng)。建立了該上肢康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程，應(yīng)用Adams 對(duì)該上肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行仿真分析，分析了其工作空間，為進(jìn)一步的研究提供理論依據(jù)。

1 上肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從人體解剖學(xué)的角度看，人體上肢主要包括肩、肘、腕3個(gè)關(guān)節(jié)。肩關(guān)節(jié)作為人體關(guān)節(jié)中活動(dòng)范圍最大的關(guān)節(jié)，可作為3軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，主要的運(yùn)動(dòng)功能由盂肱關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)，其由肱骨頭和肩胛骨關(guān)節(jié)盂構(gòu)成，屬于球窩關(guān)節(jié)，支撐整個(gè)肩部，維持人體重心。肩關(guān)節(jié)構(gòu)型如圖1所示。

圖1 肩關(guān)節(jié)構(gòu)型Fig.1 Shoulder joint configuration

本文中所設(shè)計(jì)的5自由度上肢康復(fù)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，肩關(guān)節(jié)的3個(gè)自由度均為被動(dòng)自由度，每個(gè)主動(dòng)關(guān)節(jié)對(duì)應(yīng)1個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的全驅(qū)動(dòng)方式，通過外骨骼機(jī)器人帶動(dòng)患者肢體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。相比欠驅(qū)動(dòng)方式，全驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于可以提供單關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練、工作空間與人體運(yùn)動(dòng)空間更接近。肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)分別有1個(gè)自由度，均為主動(dòng)自由度，患者可自行運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)外骨骼機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

圖2 上肢康復(fù)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of the overall structure of the upper limb rehabilitation robot

以人體右臂為例，建立人體上肢各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)自由度的模型如圖3 所示。對(duì)應(yīng)人體上肢自由度分別是：肩關(guān)節(jié)的內(nèi)收/外展（J1）、旋內(nèi)/旋外（J2）、前屈后伸（J3）；肘關(guān)節(jié)的屈曲/伸展（J4）；腕關(guān)節(jié)的橈屈/尺屈（J5）。

圖3 機(jī)器人自由度簡圖Fig.3 Schematic diagram of degrees of freedom of robots

人體上肢各項(xiàng)尺寸與關(guān)節(jié)參數(shù)依據(jù)GB 10000—88《中國成年人人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)》[14]1-14來設(shè)計(jì)，人體上肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍如表1所示。

表1 人體上肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)范圍Tab.1 Range of motion of the upper limb joint of the human body and the range of motion of the robot

上肢康復(fù)機(jī)器人肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)如圖4所示。肩關(guān)節(jié)的3個(gè)自由度分別為前屈/后伸、內(nèi)收/外展、旋內(nèi)/旋外，3個(gè)自由度回轉(zhuǎn)中心交于肩關(guān)節(jié)一點(diǎn)，與人體上肢肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相匹配，可以完成X軸、Y軸、Z軸3個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖4 肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Schematic diagram of shoulder joint structure

肩關(guān)節(jié)前屈/后伸自由度采用平行連桿結(jié)構(gòu)，平行連桿末端連接伸縮推桿。其中，伸縮推桿上端與連桿固定相連，伸縮推桿下端與連桿套接，可以相對(duì)滑動(dòng)，既能保證上臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，又減小作用力，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪實(shí)現(xiàn)平行連桿在矢狀面上的運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。

圖5 肩關(guān)節(jié)前屈/后伸結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 Schematic diagram of shoulder joint flexion/extension structure

肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展自由度如圖6 所示。傳統(tǒng)的康復(fù)機(jī)器人在進(jìn)行肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要配合運(yùn)動(dòng)才可完成；而該設(shè)計(jì)可以提供單關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)可直接完成該自由度的運(yùn)動(dòng)。齒輪箱固定在后部支撐桿，大大減輕了整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。肩關(guān)節(jié)旋內(nèi)/旋外運(yùn)動(dòng)如圖7 所示。機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)更為簡便，減小了裝置與人體之間的干涉，提高了空間利用率，使整體結(jié)構(gòu)更為緊湊。

圖6 肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展結(jié)構(gòu)示意圖Fig.6 Schematic diagram of shoulder joint adduction/abduction structure

圖7 肩關(guān)節(jié)旋內(nèi)/旋外結(jié)構(gòu)示意圖Fig.7 Schematic diagram of shoulder joint internal rotation/external rotation structure

整個(gè)上肢康復(fù)系統(tǒng)由康復(fù)機(jī)器人和基座兩部分組成?；颊咴诳祻?fù)過程中，手臂與機(jī)器人末端接觸，上肢通過機(jī)器人驅(qū)動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)完成肩關(guān)節(jié)的主被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練和肘、腕關(guān)節(jié)的主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練?；筛鶕?jù)不同人體的高度進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)患者體型的差異及不同的康復(fù)治療環(huán)境。

2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

2.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

為得到上肢康復(fù)機(jī)器人相鄰桿件之間的平移旋轉(zhuǎn)關(guān)系以及末端位姿，本文中采用D-H 坐標(biāo)系法建立上肢康復(fù)機(jī)器人的D-H 參數(shù)模型，如圖8 所示。其中，D-H模型參數(shù)如表2所示。

圖8 上肢康復(fù)機(jī)器人D-H參數(shù)模型Fig.8 D-H parameter model of upper limb rehabilitation robots

表2 上肢康復(fù)機(jī)器人D-H參數(shù)表Tab.2 D-H parameter table of upper limb rehabilitation robots

利用坐標(biāo)系變換，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系{Oi-1}到坐標(biāo)系{Oi}之間的坐標(biāo)變換。相鄰坐標(biāo)系{Oi}和{Oi-1}間的坐標(biāo)變換為

式中，cθi= cosθi；sθi= sinθi；cαi= cosαi；sαi=sinαi；i-1Ti=Ai= Rot(Z，θi)× Trans(0，0，di)。

末端手握把處坐標(biāo)系相對(duì)于基座坐標(biāo)系的位姿矩陣可以表示為

將上肢康復(fù)機(jī)器人的初始參數(shù)代入式（2），得機(jī)器人末端初始位姿與機(jī)器人三維模型的初始位置一致，由此驗(yàn)證了上肢康復(fù)機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的正確性。

2.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的一個(gè)重要組成部分，是進(jìn)行機(jī)器人軌跡規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，通過已知機(jī)器人末端位姿，求解各個(gè)關(guān)節(jié)變量。在眾多的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法中，本文中采用代數(shù)法進(jìn)行求解。

機(jī)器人末端齊次變換矩陣為

由于簡化了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)基座的運(yùn)動(dòng)學(xué)不做分析。設(shè)θ1為已知量，通過逆解上述矩陣，分別得到關(guān)節(jié)角θ為

將上肢康復(fù)機(jī)器人的末端變量相應(yīng)位置的點(diǎn)代入式（3）中，得到相應(yīng)各關(guān)節(jié)的理論旋轉(zhuǎn)角度，這與三維模型中各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角一致，由此驗(yàn)證了上肢康復(fù)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的正確性。

3 動(dòng)力學(xué)分析

為了驗(yàn)證上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人的力學(xué)性能是否能夠滿足關(guān)節(jié)訓(xùn)練的要求，對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算。本文中采用拉格朗日方程法，計(jì)算出自變量為笛卡爾坐標(biāo)的廣義動(dòng)力學(xué)2階微分方程。對(duì)上肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行簡化分析，可將其簡化為如圖9 所示的機(jī)構(gòu)。其中，L1、L2、L3分別為上臂、前臂和小臂。

圖9 上肢康復(fù)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型Fig.9 Dynamic model of upper limb rehabilitation robots

圖9 中，設(shè)連桿1、連桿2 和連桿3 的關(guān)節(jié)變量轉(zhuǎn)角分別為θ1、θ2和θ3，對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)1、關(guān)節(jié)2和關(guān)節(jié)3的力矩分別為τ1、τ2和τ3，3 個(gè)桿的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，3個(gè)桿的質(zhì)心分別為p1、p2和p3，質(zhì)心距離關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為d1、d2和d3。

上肢康復(fù)機(jī)器人的拉格朗日方程的標(biāo)準(zhǔn)形式為

式中，τi為各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力矩；q?i為角速度或線速度；n為連桿數(shù)量。

拉格朗日方程中，動(dòng)勢(shì)算子L為

式中，K為動(dòng)能函數(shù)；P為勢(shì)能函數(shù)。

4 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析

4.1 人體關(guān)節(jié)力矩分析

人體上肢質(zhì)心分布如圖10 所示，對(duì)人體解剖學(xué)數(shù)據(jù)的研究[15]。圖10 中，上臂質(zhì)心c1與上臂近端距離L1約為上臂長度Lu的43.6%，前臂質(zhì)心c2與前臂近端距離L2約為前臂長度Lf的43%，手臂質(zhì)心c3與手部近端距離L3約為手長Ls的46.8%；根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 10000—88[14]1-4，取中國成年男性體質(zhì)量80 kg，手部長為202 mm，小臂長為268 mm，上臂長為349 mm。上肢關(guān)節(jié)所受重力產(chǎn)生的關(guān)節(jié)力矩Tg為

圖10 人體上肢質(zhì)心分布Fig.10 Distribution of the center of mass of the upper limbs of the human body

Tg=m1gL1+m2g(Lu+L2)+m3g(Lu+Lf+L3)= 14.31 N·m

由于人體上肢質(zhì)量分布不均勻，所以，給出的表達(dá)式為一個(gè)范圍而不是準(zhǔn)確值。

4.2 可行性和穩(wěn)定性驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人的可行性及所建模型在運(yùn)動(dòng)過程中的平穩(wěn)性，利用Adams 軟件建立機(jī)器人的虛擬樣機(jī)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)方程的計(jì)算結(jié)果，添加慣性參數(shù)、重力項(xiàng)參數(shù)以及由人體上肢重力產(chǎn)生的力矩，選取機(jī)器人各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩和末端質(zhì)心作為測量對(duì)象，整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)置為10 s。仿真得到各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩、末端質(zhì)心的位移、角速度、角加速度曲線如圖11所示。

圖11 上肢康復(fù)機(jī)器人Adams仿真曲線Fig.11 Adams simulation curve of upper limb rehabilitation robots

圖11（a）所示為各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化曲線，圖11（b）所示為機(jī)器人末端角速度、角加速度隨時(shí)間變換曲線。在圖11（a）中，Joint1、Joint2、Joint3 為肩關(guān)節(jié)3 個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)矩變化曲線，Joint4 為肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩變化曲線。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，曲線較為平滑，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)不大，最后逐漸趨于平穩(wěn)。其中，肘腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩很小，所以曲線幾乎無變化。圖11（c）為末端位移隨時(shí)間變化曲線，由曲線可知，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中在X、Y、Z方向上所能達(dá)到的最大位移分別為708 mm、715 mm、550 mm。

仿真結(jié)果表明，機(jī)器人在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中較為平穩(wěn)，末端運(yùn)動(dòng)軌跡連續(xù)無間斷，曲線在運(yùn)動(dòng)階段無任何突變且曲線的變化符合實(shí)際。因此，所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人合理且穩(wěn)定性良好，機(jī)構(gòu)之間無干涉。

4.3 康復(fù)過程便捷性驗(yàn)證

為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人在進(jìn)行肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)時(shí)所需時(shí)間小于機(jī)器人配合運(yùn)動(dòng)完成所需要的時(shí)間，選取完成肩部內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)作為測量對(duì)象，設(shè)置仿真時(shí)間為16 s，以恒定角速度運(yùn)動(dòng)，仿真過程如圖12 所示。圖12（a）所示為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展自由度配合完成時(shí)的運(yùn)動(dòng)過程，從初始狀態(tài)經(jīng)旋外90°到達(dá)手臂展開狀態(tài)，經(jīng)內(nèi)收30°后反向旋轉(zhuǎn)90°。圖12（b）所示為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展自由度直接完成時(shí)的運(yùn)動(dòng)過程，從初始狀態(tài)直接內(nèi)收30°再反向旋轉(zhuǎn)90°。

圖12 肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)仿真過程示意圖Fig.12 Schematic diagram of the simulation process of shoulder joint adduction/abduction movement

仿真曲線如圖13 所示，曲線1 為配合運(yùn)動(dòng)時(shí)角度隨時(shí)間的變化，前4 s 內(nèi)為手臂打開的過程，機(jī)器人在內(nèi)收/外展方向上并沒有運(yùn)動(dòng)；曲線2、曲線3為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)直接完成時(shí)角度隨時(shí)間變化曲線。由圖13中可知，在肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)到相同角度時(shí)，所需時(shí)間相較配合完成該運(yùn)動(dòng)減少4 s，而達(dá)到相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，內(nèi)收、外展運(yùn)動(dòng)角度分別增加15°、10°。因此，所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人在肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)上更為方便，提高了康復(fù)效率。

圖13 內(nèi)收/外展運(yùn)動(dòng)角度隨時(shí)間的變化曲線Fig.13 Change curve of adduction/abduction motion angle with time

5 工作空間分析

機(jī)器人的工作空間是機(jī)器人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的過程中，上肢在空間中所能達(dá)到的最大運(yùn)動(dòng)范圍，是衡量康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)是否合理的重要依據(jù)。本文中應(yīng)用蒙特卡洛法，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和各關(guān)節(jié)角的運(yùn)動(dòng)范圍，利用Matlab 編程，得到機(jī)器人仿真結(jié)果如圖14所示。

由圖14 中可知，上肢康復(fù)機(jī)器人在X軸和Y軸的工作半徑相同，均為733 mm，在Z軸的工作半徑為559 mm，與運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真所求得最大位移接近。根據(jù)人體工程學(xué)可知，我國中等人體手臂平均長度為742 mm，表明機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的極限位置與人體上肢動(dòng)態(tài)極限位置非常接近。因此，所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人滿足上肢康復(fù)需求。

圖14 機(jī)器人工作空間仿真圖Fig.14 Robot workspace simulation diagram

6 結(jié)論

提出了一種肩關(guān)節(jié)全驅(qū)動(dòng)式上肢康復(fù)機(jī)器人，設(shè)計(jì)肩、肘、腕3個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)；建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)模型，推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；應(yīng)用Adams 建立康復(fù)機(jī)器人的虛擬樣機(jī)并進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明，機(jī)器人在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)軌跡波動(dòng)較小且連續(xù)無間斷，無突變產(chǎn)生；對(duì)比分析肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展兩種運(yùn)動(dòng)方式，該設(shè)計(jì)在相同運(yùn)動(dòng)角度可減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間；分析機(jī)器人的工作空間，得到的運(yùn)動(dòng)空間與人體上肢運(yùn)動(dòng)范圍接近，由此驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人的合理性。