颈椎是人体十分重要的运动部分,但由于其活动的频率高和范围广,颈椎也是最容易疲劳甚至患病的部位。目前,颈椎病成为了临床常见病,其发病性质为退行性病变,它的主要表现为头和颈肩部位疼痛以及手和手臂部位麻木,严重者甚至会导致瘫痪,因此,设计按摩机械手通过放松颈肩部肌肉对颈椎病进行预防十分重要。目前在按摩器械技术方面的研究已经取得较大的进展和突破,并且市场上已经出现不同类别的针对颈椎问题的按摩器械,但现有的系统和研究仍然存在着问题:小型的按摩仪器方便携带但按摩手法单一,导致其最终的按摩效果较差;较大型的按摩机器人不方便携带,导致使用局限性较大;并且在研究时对于按摩效果的评估更多的是来自使用者自己的主观感受,缺少科学的生理指标来对按摩效果进行评估和表征。基于以上考虑,本文设计开发了能完成四种按摩手法的便携式颈肩康复按摩机械手,并进行了相关的试验研究来评估按摩效果。本文首先对国内外按摩机器人的研究现状进行调研,并对按摩机器人目前在研究方面存在的主要问题进行总结和分析,结合目前中医按摩手法的研究进展,针对人体颈肩部位设计了一种颈肩康复按摩机械手,通过一系列的设计、仿真、加工、装配、校准等工作,最终完成整个机械手的开发过程。本文根据颈肩康复按摩机械手的按摩功能需求进行理论分析,确定了机械手机械结构仿生设计方案,根据中国成年人标准人体尺寸GB 10000-88进行参数的确定和相应参数计算,在MATLAB的Robotics Toolbox工具箱中完成运动学仿真模型的创建,并对手指末端运动轨迹进行仿真,之后在CATIA中完成三维模型的创建,并最终完成了颈肩康复按摩机械手的整机仿生设计。为了在物理样机加工之前验证其合理性,在ANSYS Workbench中对整机和关键结构进行了动静态力学仿真分析,并且通过静力学仿真分析的方法探究了按摩头软硬变化对施力效果的影响;在ADAMS中使用STEP函数对整机的运动学进行仿真分析,重点研究和分析手指和手掌的末端按摩头的运动轨迹,为整机加工装配提供基础。基于Lab VIEW编程语言为物理样机编写了电机控制程序,使用智能网关USBC9100完成上、下位机的硬件连接,通过CAN与USB之间的转换实现上位机(电脑)和下位机(电机驱动器)之间的通信,根据应用需求编写了四种按摩模式自动切换的电机控制程序代码,并进行了大量的调试和验证,保证在后期试验和应用过程中能够满足要求。最后对颈肩康复按摩机械手进行了性能测试,使用仿人体皮肤硅胶块代替人体进行压力试验,测试压力的传感器选择基于Arduino平台的Flexiforce薄膜压力传感器进行实时压力测量,通过大量的重复性试验验证按摩机械手输出性能的稳定性。最后对按摩效果进行试验验证,确定按摩部位为斜方肌上束及其上方皮肤区域,并进行多组按摩试验,采用红外热像仪对受试者斜方肌上束及其上方皮肤区域进行了多组按摩试验,获取了受试者按摩前后皮肤表面温度的变化特征,综合评估了按摩机械手的按摩效果。