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柔性上肢助力机器人对于上肢运动障碍患者有着十分重要的意义。现有上肢助力外骨骼机器人大多由刚性结构组成，输出力较大，控制精度较高，但存在结构笨重、穿戴舒适性差、安全性低、成本高昂等问题。针对刚性上肢外骨骼存在的这些问题以及柔性驱动器普遍存在输出力较小的问题，北京航空航天大学提出一种基于TPU-Fabric的可折叠片状驱动器，并研制出一款穿戴式上肢助力外骨骼机器人原理样机。 具体完成的研究内容如下： （1）提出一种基于TPU-Fabric的可折叠片状驱动器，解决了传统硅橡胶软体驱动器输出力小的问题，并对其进行理论建模和仿真分析，优化其结构设计及制作工艺，研发出一款基于可折叠片状驱动器的穿戴式柔性上肢外骨骼，总重量约为500g，包含肩部外展/内收、肘部屈/伸、腕部屈/伸、前臂内/外旋和三指抓握/张开等5个自由度，且除肩部内收为被动助力外，其余9个方向均为主动助力。 （2）提出基于按钮-语音-感知的多模式人机交互技术，采用基于HMI串口屏的触摸控制，通过患者触摸屏幕按键，实现各项任务的控制，建立人机触觉联系；另外，本项目提出基于LD3320语音模块的语音控制，通过识别患者的关键指令，实现各项任务，建立深层的人机语音交互联系；然后，本项目提出基于HWT901B姿态传感器的运动趋势识别控制，通过识别患者的姿态变化，实现相应的指令，建立更加深入的运动意图联系。显然，三种人机交互方式有效融合更为关键，否则将导致人机交互性大大损失，本项目通过在串口屏中增设语音和感知交互的接口，使得三种交互方式能够同时有效，且在某一特定场合采用对应可靠的交互方式，增强患者的交互体验。 （3）面向穿戴者喝水、取物等日常生活动作的助力需求，本项目开展控制系统硬件选型设计，实现控制系统硬件搭建，完成驱动电路设计与气路设计，实现了驱动器的充气、抽气、保压等功能，也能够实现多个驱动器同时工作及单个驱动器状态切换。在此基础上，本项目研究人体上肢特定动作过程中，各关节协同运动规律。以喝水动作为例，本项目将其分为四个关键节点三个阶段，四个关键节点分别是：大脑指令下达、抬臂拿到水杯、水杯靠至嘴边、旋转前臂喝水。在喝水指令下达后，肩部驱动器及肘部弯曲驱动器充气至相应角度，拿到水杯，然后肘部弯曲驱动器继续增压，弯曲手臂使水杯靠近嘴边、最后前臂内旋驱动器充气，患者喝到水。本项目分析设计了患者日常生活较为常见的动作，如喝水、吃水果、看报纸等动作，实现仿人上肢特定动作的关节协同运动，提高助力操作效率。 （4）研制了一款全柔性穿戴式上肢助力外骨骼机器人，具备结构轻便，多自由度，输出力大，穿戴舒适贴合，制作周期短，成本低，多功能等优势。通过实验室搭建的平台，依据技术指标要求，完成了助力角度、助力扭矩、自身重量、抓取负载等性能测试；在中国人民解放军总医院康复科完成了15例应用验证，验证了机器人的有效性与实用性。