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手部外骨骼是一种典型的人机一体化系统，在设计制造时需要着重注意设备的安全性能及舒适度。本文从机构学角度出发，通过人机运动相容性原理提出一种新型手腕及手部外骨骼机构，并对人机闭链的构型综合及其运动学性能等方面进行深入的研究。 通过查阅大量文献，分析了国内外研究现状。在机构层面对现有手部外骨骼进行分类，以典型为例，分析每类的优缺点，从人机运动相容角度，发现现有手部外骨骼机构的问题和可以改进的方面。通过了解人体解剖学相关知识，分析了人手及手腕的组成结构及关节特征。确定手的基本运动模式，在前人研究基础上，建立了人手运动学模型。 根据手腕的运动特点，选出了三种串联式人机闭链。分别对这三种人机闭链进行自由度计算和位置正解的公式推导。这三种人机闭链均为过约束机构，可以在满足手腕关节活动范围的条件下，减少外骨骼中的关节数，从而尽量简化外骨骼机构。根据实际情况，选用U-4R1P型机构为基础，设计了手腕外骨骼模型。 从人机运动相容角度出发，针对手关节的排布特征，分别提出了基于平面五杆机构的指间关节人机闭链和基于空间六杆机构的掌指关节人机闭链。其中:指间关节人机闭链中含有两个指间关节和三个转动副，这种人机闭链将两个人体关节置于同一人机闭链中，使外骨骼机构相对简洁;掌指关节人机闭链含有一个掌指关节、一个圆柱副和五个转动副，考虑了实际情况中极易出现的偏差问题，保证了人机运动相容性。以此为基础，设计了手指外骨骼模型。 最后，对手指外骨骼中U-4R1C空间六杆机构进行运动学性能分析，求出其速度雅克比矩阵，设定不同的角度偏差值，以人机闭链的灵活性及可操作度等性能指标，考察机构对角度偏差的敏感程度。为外骨骼机构设计提供了一定的参考。