导致肢体伤残的原因有很多,包括脑血管病、骨关节病、小儿麻痹症、工伤、交通事故、发育畸形、脑性瘫痪、脊髓疾病、感染和地方病等。另外,我国人口老龄化加剧,伴随而来的肢体伤残问题将更为突出。据第二次全国残疾人抽样调查数据显示,截至2006年4月,全国各类残疾人总数为8296万人,肢体残疾人总数约2412万,占总残疾人数的29.07%。上下肢主被动康复机器人是建立在康复医学理论之上,采用多种运动方式,预防并治疗关节僵硬、肌肉萎缩,最大限度地恢复患者已经减弱或丧失了的运动功能。主要训练模式有被动训练、主动辅助训练、主动训练以及阻力训练。系统采用双闭环控制策略,结合PID算法,以电流环和速度环相配合的形式,控制电机速度和转矩达到预设要求。为了反应患者左右肢的平衡情况,系统引入生物反馈,把患者的康复情况转化成视觉体验,增加了训练过程的趣味性。在运动过程中,可自动检测患者的主被动运动情况并判断是否发生肢体痉挛。在治疗结束时,提供患者左右肢的康复情况以及整体评估数据,为康复医师制定更好的治疗方案提供依据。本文的主要内容有:(1)调查了解国内外上下肢主被动康复机器人的发展现状,分析其优缺点,完善主被动相结合治疗伤残肢体的康复方案。(2)研究了上下肢运动康复机理及肌力分级方法,分析了四种训练模式。(3)设计了以AVR单片机为主控制器的硬件实现电路。(4)完成了上位机触摸屏程序的设计,下位机微处理器程序的设计及通信协议的编制。(5)对整机系统进行全面测试,确定其满足要求。