手是人体最灵活的器官之一,手部功能康复训练对恢复患者手部功能至关重要。本文基于软体致动器的特点以及对手部功能康复训练的需求提出一种偏心波纹管软体致动器结构,并研制出一款具有镜像疗法功能的手部康复软体机器人。首先,从解剖学的角度对人手结构以及生物学特性进行了深入的分析,为实现手部功能康复,对人手自由度进行简化,使得本文所研究的康复机器人满足恢复手部功能主要关节自由度的需求。为提高圆形波纹管致动器的弯曲能力,本文提出一种偏心波纹管软体致动器结构,其波峰、波谷的中心存在一定的偏心距,使得致动器在正压驱动时由于上下伸长率不同具备弯曲变形,减少其在变形过程中的能量损耗,提高对手指的驱动能力。通过有限元分析工具对制作工艺范围内影响软体致动器弯曲性能的主要结构参数进行正交试验优化分析,从而确定软体致动器的较优参数尺寸,通过中空吹塑的方式完成了软体致动器的加工制作。其次,设计软体致动器实验平台气动系统并完成实验平台搭建,对制作出的偏心波纹管软体致动器进行气压-弯曲角度、气压-输出力实验。实验结果表明,该结构软体致动器具有较好的弯曲能力,气压-弯曲角度实验得到的实验数据曲线与有限元仿真曲线的平均偏差仅为4.41°,气压-输出力实验结果表明软体致动器在60KPa和-60 KPa气压驱动时的输出力分别为1.895 N、-2.118 N,满足对手部康复训练的力量需求。然后,基于镜像疗法完成了手部康复软体机器人控制系统的设计,包括单气源分指控制气动系统设计、主要器件选型及相关驱动电路设计、电路板绘制以及软件程序编写。利用弯曲传感器检测手指弯曲角度,采用WIFI模块实现数据手套与控制系统主机无线通信,完成了电路板的焊接调试以及软件程序的调试,其中控制系统具备镜像和被动两种康复训练模式。最后,完成了手部康复软体机器人样机研制。针对样机开展物体抓握能力实验、指尖输出力实验以及样机系统实验,实验结果表明:本研究设计的手部康复软体机器人能够辅助使用者抓握不同形状、尺寸和重量的物体;软体机器人具有较大的输出力,能够满足使用者日常生活中抓握物体的基本需求,保压阶段输出力波动小,表明本研究设计的康复手套输出力具有良好的稳定性;系统实验结果表明该样机能够辅助受试者患侧手部复现健侧手部动作,能够实现不同弯曲角度控制以及分指控制功能,该装置基本能够满足手部功能障碍患者的康复训练需求。