手部康复外骨骼是一种应用机器人技术来辅助中风病人进行临床医疗康复训练的设备,它主要用于帮助手外伤或者偏瘫患者进行康复训练,逐渐恢复病指各关节的弯曲、伸展等运动功能。但目前市场上、国内外研究机构研究的手部外骨骼大多以刚性结构为主,存在重量大、柔顺性较差等缺点,难以满足康复人群的需求。首先根据上述现状,在对人手关节结构及运动特性的研究基础上,本文设计了一套用于手部康复训练的外骨骼系统。结构上该外骨骼由屈曲、内收和伸展这三种类型软体驱动器组成,驱动器的组合配置可以实现对手指关节张开闭合的双向驱动,多段屈曲驱动器的设计可以使外骨骼对手指提供更多自由度的康复动作。手背部驱动器之间通过硬质材料连接,并通过姿态传感器检测关节运动角度。论文完成了手部外骨骼的具体结构设计,并对三种驱动器的结构参数、布局方式以及制作工艺等进行了详细的阐述。接着通过理论建模和ABAQUS有限元仿真对驱动器中硅橡胶气囊的几何形状及其他配置参数进行优化设计,以实现驱动器达到最优致动性能。分别对外骨骼中三种软体关节和手穿戴结合时的静态助力模型进行分析。然后搭建了外骨骼的控制系统,其中硬件平台主要包括由气源、气管通道、电磁阀组和软体驱动器组成的气压回路,以及由单片机和传感驱动元件组成的控制电路;软件系统主要包括实现数据采集通信和PID控制输出PWM波占空比的下位机程序,以及可以处理数据和发送控制命令的上位机程序。最后,根据外骨骼中软体驱动器对手指关节的驱动形式,分别搭建了三种软体驱动器的测试平台,通过实验测试了每种驱动器的静动态特性,并对静态理论模型误差做出分析。通过对正常人手穿戴外骨骼的康复训练实验,验证了外骨骼在指定关节康复训练和指定康复动作两种模式下的对手指的康复动作训练效果。