医学研究和临床证明,连续被动运动对骨关节损伤恢复、关节软骨的再生和修复有显著促进作用。目前,在康复医学中,多是通过人工疗法活动受伤踝关节,其缺点是费时、费力,康复过程中的参数记录困难,且难以获得系统的康复训练。因此,开展智能型踝关节CPM康复器的研究具有重要意义。本文在深入分析人体足部生理结构的基础上,根据人体足部的生理结构和运动特征,设计了能够对足部进行被动的跖屈、背屈和内外翻运动的康复器,其摆动角度、运转速度和输出扭矩可自行设定和实时测量,确保不超出设定值,避免对踝关节造成二次损伤。根据康复器对动力源的要求和常用驱动方式的特点,采用永磁直流电机作为康复器的动力源,以满足康复器运行平稳、机械特性硬、控制简单、节能环保等综合要求；采用行星齿轮减速器不仅实现了直流电机与康复器执行部件的大传动比转换,而且结构尺寸较小。采用PWM调速技术调节直流电机的转速,利用增量式光电轴角编码器反馈电机实时运转速度,对电机进行闭环速度控制；为了改善直流电机的启动特性和运行稳定性,在控制系统中加入经梯形法和微分先行算法改进的PID控制器,提高了直流电机的PID调速稳定性和精度。提出了通过测量电枢电流实现电机输出扭矩测量的方法。该方法首先通过实验测得不同控制电压下电机所受的外部负载与电枢绕组电流之间的关系曲线。在电机运行过程中,利用分流原理测出某一控制电压下的电枢绕组电流,即可根据控制电压所对应的负载与电枢电流关系曲线求出电机的实际输出扭矩,从而实现无扭矩传感器的CPM康复器设计,减小系统的体积,降低成本。最后,基于LabVIEW软件开发环境,由计算机、NI ELVISⅡ+实验台、直流电机、电机控制器、分流器、轴角编码器等硬件建立康复器实验装置,实现了康复器的PID运动控制；并通过实验,验证了通过测量电枢电流实现直流电机输出扭矩测量的可行性。