综述：轮椅搭载机械臂系统：技术设计与日常生活活动效果的系统性回顾

（编辑推荐）本综述聚焦轮椅搭载机械臂（WMRA）这一辅助技术，系统评述其通过提升自由度（DOF）、驱动方式和AI控制系统设计，助力肢体残疾患者实现日常生活活动（ADL）独立性的研究进展，同时指出工作空间覆盖不足、抓取灵活性等现存挑战。

　　

Abstract

Purpose

轮椅搭载机械臂（Wheelchair-Mounted Robotic Arms, WMRAs）作为辅助技术领域的重要创新，旨在通过机械臂系统帮助上下肢功能障碍患者恢复日常生活活动（Activities of Daily Living, ADLs）能力。本文系统梳理2001-2025年间WMRA技术发展脉络，从设计参数、运动学构型到用户实际应用效果进行多维度解析。

Materials and Methods

研究采用系统性文献分析法，重点评估WMRA的三大核心技术要素：

1. 1.

   机械结构设计：包括自由度（Degrees of Freedom, DOF）配置（当前主流为5-7 DOF）、驱动方式（电动/气动）及工作空间覆盖率（普遍存在30%盲区）

2. 2.

   控制策略：传统手动控制（joystick）与新兴AI驱动控制（如脑机接口BCI）的效能对比

3. 3.

   功能模块：抓取器（gripper）的夹持力（平均负载1.5kg）和灵巧性指标

Results and Conclusions

现有WMRA系统存在显著技术瓶颈：

• •

  运动学限制：75%设备因基座固定导致"肩部"关节活动范围不足

• •

  经济性障碍：商业化产品均价达$25,000

• •

  安全缺陷：仅12%文献提及碰撞检测响应时间<0.5s

突破性进展体现在：

1. 1.

   模块化设计实现ADL任务快速切换（如饮食模块与个人护理模块互换）

2. 2.

   深度学习算法使抓取成功率提升至92%

3. 3.

   混合驱动系统（Hybrid Actuation System）兼顾力量与精度

未来发展方向应聚焦成本控制、安全标准建立及用户定制化界面开发，这对康复医学和辅助技术领域具有重要实践意义。