传统的脑卒中患者手部康复设备普遍采用被动训练方法,难以调动患者自主康复训练的积极性,康复效果不佳。目前,手部康复设备多为刚性外骨骼结构,这种刚性设备结构复杂,穿戴困难,成本高昂,使用时需要专业护理人员协助,难以广泛应用。软体气动执行器具有柔顺性强、结构简单、制造成本低、无污染等优点,可代替刚性结构应用于手部康复设备。本文在分析国内外关于手部康复设备和软体气动执行器的基础上,以实现协助手部抓取物体为目标,提出了一种手部协作柔顺机构。本文首先对手部协作柔顺机构进行了结构设计,对机构主体部分的柔顺气动手指采用三关节楔形气腔设计,第一关节负责反向弯曲,第二和第三关节负责正向弯曲,以模拟人体手指抓取动作。在底层加入弹簧钢片,以改善软体执行器刚度不足的问题。基于有限元仿真分析对气腔间距参数进行了优化,探究了气腔间距结构对弯曲性能的影响。同时,分析了柔顺气动手指关节弯曲动作的原理,给出了弯曲角度与气腔压强之间的关系。根据柔顺气动手指的抓取动作特点,将其动作过程分为第一阶段的纯弯曲运动和第二阶段的受力弯曲运动。基于Euler-Bernoulli梁变形理论和链式约束梁模型,分别对两个阶段的变形展开静力学和运动学分析,建立理论模型,给出了柔顺气动手指位形变化与受力状态之间的关系。该模型采用无量纲参数表示,具有较强的适用性。在理论分析的基础上,给出了利用有限元仿真分析探究柔顺气动手指力学特性的方法,并对理论模型的准确性进行了仿真验证。对柔顺气动手指进行包括控制系统、信息采集系统和气压执行系统在内的整体系统设计,并对抓取策略进行分析。在理论模型研究基础上,针对抓取过程中两个阶段的特点,设计了模糊-PI双模控制器和参数自调节模糊-PID控制器分别对柔顺气动手指末端高度和末端力进行闭环控制。同时,对柔顺气动手指的单关节独立驱动能力进行了测试,并对理论模型的准确性进行了验证测试。最后,佩戴柔顺气动手指对目标物进行抓取测试,验证了柔顺气动手指的协助抓取能力。