康复机器人作为机器人领域中新型的特殊机器人,给临床患者康复技术和康复医学的发展提供了新的动力,并成为机器人领域中重要的研究方向之一。外骨骼式康复机械手属于康复机器人的一个分支,它的主要任务便是帮助手部患者进行手指的恢复训练,同时可以减轻康复理疗师的工作重担,因此这项研究已经成为机器人与生物工程学的热点之一。本文首先介绍了现阶段手部患者的现状,接下来分析国内外的外骨骼式康复机械手研究现状,在此基础上引出了本课题的研究意义与研究内容。在分析了人手的生理学与生物学机理之后,引入了滑块机构和空间导轨机构,可以有效地解决关节处垂直力和康复角度精确度等问题。选择合理的传动方式与电机型号,并采用模块化的设计理念设计出外骨骼式康复机械手和驱动装置。通过D-H方法,分析了外骨骼式康复机械手的正逆运动学,最后建立了雅克比矩阵。为了后续控制系统的研究,本文建立了从电机的起始端到外骨骼式康复机械手末端的动力学方程,同时可以说明机构设计的合理性。为了使外骨骼式康复机械手具有丰富的感知能力,并能够提供反馈信息,选择了基于应变原理的力传感器,来提供手指上的受力信息;选择了基于霍尔原理的关节位置传感器,实现手指关节位置的非接触测量,可以很好地反馈每个关节的位置信息,最终完成了传感器的静态标定。为验证设计的实用性,搭建实验样机,并完成外骨骼式康复机械手的实验研究。实验结果表明外骨骼式康复机械手运动完全可靠,实用性强。最后介绍了效能评估方法与理论,建立了其效能评估指标,为外骨骼进一步的设计提供了依据。最终对文章进行了展望与总结,说明了外骨骼式康复机械手研究意义重大,值得继续深入研究。