近些年,外骨骼机器人的高速发展拓宽了其应用领域,在康复治疗领域,外骨骼机器人可以辅助肢体恢复运动机能,在军事、工业等领域,外骨骼机器人技术可以辅助人们完成大负载的任务,减小使用者在工作过程中的能量损耗。然而现有的刚性外骨骼机器人存在很多明显的缺点,如质量和体积偏大、与人体各关节自由度的匹配度要求很高、穿戴舒适性差和运动范围有限等。因此,本文针对手部和肘关节的运动,设计了一种轻质、柔软的上肢软质外骨骼机器人系统,能够主动驱动或辅助实现手的抓握/伸展运动和肘关节的弯曲/伸展运动,论文围绕软质外骨骼机器人的结构设计、控制平台搭建、控制策略和实验验证等问题做了一系列的研究,主要内容包括如下:基于人体手部和肘关节的生理结构,对与肘关节和手部运动相关联的骨骼和肌肉进行了分析,明确了系统设计要求,然后详细描述了本文所设计的软质外骨骼机器人系统,并分别对软质肘关节和手部外骨骼机器人的驱动单元、软质外骨骼服模块和套索人工肌肉模块做了详细的介绍。其中,驱动单元采用伺服电机和蜗轮蜗杆配合驱动,借助套索套管传动,使用凸轮绕线轮组和夹紧机构来确保套索在运动过程中处于张紧状态;软质外骨骼服模块以软质手套和套袖为基础,实现驱动力的路径规划和传递;套索人工肌肉模块以套管套索为基础,包含预紧机构,最小化实验前系统的间隙;最后了描述上肢软质外骨骼系统的整机机构。为了有效的控制上肢外骨骼系统,搭建了所需要的实时控制平台,主要包括数据采集单元、传感检测单元、实时控制单元以及基于Matlab/Simulink的实时仿真控制系统。接着描述了本上肢外骨骼结构基于实时仿真控制系统的工作方式和流程,最后详细介绍了定性式意图识别方法和定量式意图识别方法,通过实验验证了这两种意图识别方法的可行性。针对上肢外骨骼系统的运动场景,提出了适用于不同运动方式的控制策略。对于手部外骨骼的单独控制,提出了基于位置和交互力的被动跟踪控制策略以及基于人体运动意图的镜像抓握控制,实现手指的抓握/伸展;对于肘部外骨骼的单独控制,分别介绍了肘关节实际扭矩的求法、肘关节的简化动力学模型以及变阻抗模型,并提出了基于上述内容的控制策略,在保证运动的柔顺性的基础上,尽可能的提高跟踪精度以及助力效果;对于手部和肘关节的协调控制,提出了基于人体运动意图的镜像控制,主要完成日常生活中的某项具体运动,即先是抬起上肢,再完成抓握动作。最后依据提出的控制策略,基于搭建的控制平台,对提出的控制策略分别进行了实验验证,并对实验结果进行分析对比,以及通过相关评价指标量化了控制策略的有效性。