手部功能部分损失或完全丧失的人会失去准确控制手和手指的能力,以及进行日常活动的能力。传统的人工治疗价格昂贵,并局限于临床环境。传统的可穿戴康复机器人设备通常很重,柔顺性低,影响患者的舒适性和安全性。软体康复机器人采用低成本制造技术进行设计,提供应对环境变化的适应性形态,非常适合可穿戴应用。为解决现存气动软体康复手套实现运动单一,低气压下抓取力不足的问题,设计了一种纤维增强式气动软体驱动器结构。本文的主要研究内容如下:首先,对临床康复需求的各个阶段和人手的结构进行分析研究,提出患手运动需求、各手指运动的角度范围和抓取力的大小。在设计要求的基础之上,进行了软体康复手的整体结构设计,设计了一种纤维增强式气动软体驱动器。软体驱动器包含三个部分:气动结构、纤维增强结构和颗粒堵塞结构。其次,通过Yeoh模型、虚功原理以及等效绳线驱动的方法对纤维增强式气动结构的气压输入情况下的形变进行建模,建立起了弯曲角度、偏转角度和输入气压之间的关系。基于对加压前后驱动器节段几何模型的分析,证明了高匝数的纤维增强层能够有效抑制径向膨胀。利用小颗粒间摩擦力所做功与外力所做功的平衡关系,建立起了末端输出力与真空压力之间的数学关系式。采用ABAQUS对纤维增强式气动结构进行了仿真分析,研究了不同纤维匝数对约束性能的影响以及不同的结构尺寸参数对弯曲性能的影响。最后,采用Solid Works软件、3D打印技术和硅胶浇筑技术,绘制并打印软体驱动器模具,浇筑形成软体驱动器本体,采用缝合的固定方式,完成软体康复手的整体制作。搭建了软体康复手所采用的控制系统,包括气动控制系统和真空控制系统。同时利用气动控制器、三维力传感器、空气压缩机、真空泵等搭建了实验平台对软体驱动器的性能进行测试。通过弯曲角度测试、偏转角度测试、末端接触力测试,验证设计是否满足康复需求。通过有无纤维增强层的对比实验,得到纤维增强结构提高弯曲性能的实际效果。穿戴软体康复手对不同重量、形状物体进行抓取实验,验证软体康复手套整体的抓取能力。