随着社会的发展,人类不断面临各种自然界给与的考验,大灾后的施救、恶劣环境中的生存等等挑战人类自身身体极限能力的难题,日益突出的摆在人类面前,负荷长途步行能力、举起几倍于自己体重的物体的能力、攀岩跨越能力等等亟待提高,这些都属于人体助力的范畴。人体助力作为新兴的科研领域已经根据应用领域的需要而不断发展,在工业现场和汽车工程以及康复医疗、军事武装设备等方面均有体现。本文以如何实现人体手臂助力为研究任务,结合汽车电动助力转向控制策略,研制了一套人体手臂外骨骼助力系统,该系统包括外骨骼机械系统、传感器、控制集成电路板、微机开发板、电机及驱动装置、电脑终端等。全文贯穿了理论分析和技术实现两个基本问题,主要研究内容体现在以下4个方面:1.对现有的人体助力机械系统进行了归纳总结,设计了一套与现有查得的外骨骼机械系统不同的连杆传动机构,并完成了机械系统样机的加工和组装。2.通过人—机系统运动学和动力学分析,建立了手臂及外骨骼的机械系统运动学和动力学模型,并运用仿真技术,验证了手臂与外骨骼机械系统的动力学模型的正确性,为研究追踪性控制策略提供了理论支持。3.进行了详细的控制策略理论分析,建立了典型控制策略需要的助力特性曲线函数表达式,并进行了软、硬件设计以实现设定的控制策略。4.对样机实验采集的数据进行了合理的分析,得出的实验结果验证了控制策略的正确性和可行性。