《Actuators》：Comparative Analysis of Actuation Methods in Flexible Upper-Limb Exoskeleton Robots
Cuizhi Fei,
Zheng Deng,
Chongyu Wang,
Shuai Wang and
Hui Li
柔性上肢外骨骼机器人（exosuit）由织物、软体执行器（soft actuators）和柔顺力传递结构组成，可为肩、肘、腕、手提供辅助或康复训练。通过实现人机协作，该类系统具有舒适、轻量化、便携等优势，从而促进运动功能恢复与神经可塑性（neural plasticity）。本综述基于驱动方式建立柔性上肢外骨骼的分类与对比框架，系统总结不同驱动方式下的研究进展。研究人员从EI、IEEE Xplore、PubMed和Web of Science数据库检索了2015年至2025年发表的相关文献，经预设纳入排除标准筛选后，最终纳入64篇符合标准的原创研究论文进行分析。根据驱动方式对柔性上肢外骨骼机器人进行分类，并对各类系统进行总结与比较。电机-索/腱（cable/tendon）驱动和气动/液压驱动已取得实质性进展，正逐步走向技术成熟；同时，基于被动/混合机制（如弹性储能元件和离合器）以及新型智能材料驱动的设计呈现出多元化发展趋势。未来，发展预计将进一步聚焦轻量化与柔顺性，通过集成多模态传感与反馈控制、运动意图识别和人机交互理论，驱动系统将向模块化、智能化和高功率密度方向发展，以实现更舒适、更轻量、更高效的柔性上肢外骨骼系统。
1 引言
1.1 研究背景
近年来，卒中、脊髓损伤、神经肌肉疾病及人口老龄化导致的功能障碍严重影响患者的日常生活活动（ADLs），尤其是日常任务所需的上肢功能。因此，上肢外骨骼机器人作为融合人工智能、机器人学、生物医学工程和人机交互的交叉领域，在医疗康复中展现出巨大潜力。传统刚性上肢外骨骼通常采用电机驱动的连杆机构，可提供较大的输出力/扭矩和较高的控制精度；但其结构往往笨重，难以与人体解剖关节轴精确对齐，佩戴不适且伴随较高安全风险，这些因素共同限制了其在家庭和社区环境中的长期广泛应用。
作为新兴的康复与辅助技术，柔性上肢外骨骼机器人（exosuit）在佩戴舒适性、人机交互安全性和运动顺应性方面相对刚性外骨骼具有显著优势。然而，柔性设计引入的适应性也在系统层面带来新的挑战。为适应界面变形和人体软组织，装置的输出无法通过固定几何关系稳定传递至关节。绑带松紧度和佩戴过程中的滑移会导致有效力臂和力传递路径随时间和姿态漂移，这使得相同的驱动指令在不同个体和不同佩戴条件下产生不同的关节扭矩或末端力。此外，柔性力传递常伴随显著的非线性因素（如摩擦、间隙、滞后、可压缩性、热滞后等），进一步降低模型精度与控制透明度。因此，决定系统性能上限和可转化程度的关键因素不再仅仅是控制策略本身，而是驱动方式与力传递架构的协同设计，即自适应驱动和驱动模式的选取构成了柔性上肢外骨骼开发的核心挑战。
本综述的创新性在于以驱动方式为中心的视角分析柔性上肢外骨骼机器人。现有综述文章常聚焦于特定设备类别、孤立执行器类型、康复效果或控制策略，而很少将驱动方式作为连接机械输出、力传递架构、人机界面和转化可行性的首要系统级变量。在柔性外骨骼中，驱动方式不仅定义动力源，更根本地塑造了在实际佩戴条件下辅助力如何产生、传递和被感知。
本文的独特性主要体现在三个方面：其一，建立统一的驱动方法分类框架，将电机-索/腱驱动、液压驱动、弹性元件驱动和智能材料驱动纳入同一比较体系；其二，强调驱动方法本身，超越传统逐一列举设备的综述方式，形成更为系统的整体阐释框架；其三，总结并横向比较不同驱动方法面临的共性工程瓶颈，包括传动非线性、界面滑移、预载漂移、滞后效应、能源供给、热管理和安全约束，并进一步讨论这些问题对未来轻量化、柔顺性、模块化和智能化柔性外骨骼设计的影响。
1.2 文献检索
本综述从EI、IEEE Xplore、PubMed和Web of Science数据库检索了2015至2025年间发表的柔性上肢外骨骼机器人驱动方式相关文献。在各数据库中应用布尔运算符、通配符、同义词和替代拼写以获取最广泛的相关研究。该系统性综述遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）指南开展。初始通过数据库检索识别528篇出版物，经过去重和基于预设纳入排除标准的严格筛选后，最终纳入64项研究。纳入标准包括：(1) 原创研究文章；(2) 研究聚焦于柔性上肢外骨骼机器人/外骨骼服/可穿戴机器人，主要用于肩、肘、腕和/或手的辅助、训练或康复；(3) 装置在人-机界面和/或力传递架构中主要采用纺织品、软绑带、软体结构、柔顺机构或软体执行器；(4) 论文明确描述至少一种驱动方法及其力传递机制，且可归类为本综述定义的类别之一：电机-腱/索驱动（包括Bowden索/腱）、气动驱动、液压驱动、被动或半被动驱动（带离合器或制动器的弹性储能），或智能材料驱动（如SMA、EAP/DEA）。
2 电机-索/腱驱动型
电机-索/腱驱动通过将电机的旋转输出转换为柔性绳索、腱或Bowden丝中的张力来实现辅助输出。典型配置中，电机通常远离躯干或背部放置，其旋转驱动线轴或滑轮卷绕或释放绳索，产生的张力通过织物通道、低摩擦护套或Bowden管传递至目标关节两侧的锚固点。当绳索缩短时，张力沿预设力传递路径作用并形成相对于解剖关节中心的有效力臂，从而在关节处产生辅助力矩。部分系统采用拮抗索对模拟主动肌与拮抗肌的协同作用，实现双向屈伸或多自由度协调运动。
2.1 肘-手驱动
2016至2017年，新加坡南洋理工大学Xiloyannis团队提出基于织物的柔性上肢外骨骼服，辅助肘屈伸和手部抓握。该系统的驱动单元由两根Bowden索以原动肌和拮抗肌方式绕轴布置，通过电机正反转实现索的收放，并设计传动机构解决线驱动的预紧问题。该外骨骼服具有轻量化、便携和低功耗优势，肘部佩戴部分重量不足200 g。2018至2020年，为提高线驱动外骨骼服的辅助效果，该团队设计了手臂重力补偿控制器，并在八名健康受试者上测试肌电信号，人体肘关节扭矩平均降低59.20±5.58%，肌肉激活度降低64.8±7.66%。这些结果表明外骨骼服可在关节层面降低机械需求并减少完成辅助运动所需的局部肌肉激活。然而，肌电活动的降低需谨慎解读：肌电图（EMG）是局部肌肉卸载的有用指标，但也对电极放置、信号归一化、受试者间变异性和肌肉募集策略变化敏感，因此肌电降低本身不应视为辅助效果的完整衡量。在此背景下，报告的肘关节扭矩降低率（59.20±5.58%）提供了更直接的机械指标，而肌电降低（64.8±7.66%）反映了肌肉用力减少的生理相关指标。更全面的评估理想情况下应将这些结果与额外结局指标比较，如代谢成本、任务完成表现或运动质量。
当前，Xiloyannis团队研究的缆索驱动柔性上肢外骨骼服仅应用于人体肘关节和手部。这类外骨骼服驱动可通过线驱动模拟人体肌肉实现上肢多自由度运动，但由于线驱动作用点位于人体表面，传动角小、传动性能差，难以驱动肩关节完成大范围运动。从评估角度，这也提示未来缆索驱动外骨骼服研究应不仅报告肌电降低，还应报告关节级扭矩、任务级表现，以及可能的代谢或能量学结局，以便区分局部肌肉卸载与更广泛的功能改善。
2.2 肩与肘驱动
2017年，加州大学Lessard团队提出名为CRUX的线驱动柔性上肢外骨骼，可为肩和肘提供辅助。该研究一方面基于OpenSim构建骨骼肌张力模型，模拟肱二头肌、肱桡肌等肌群在肘关节运动中的长度和扭矩变化，据此调整控制策略；另一方面利用运动捕捉识别上肢最小延伸线，从而推导Bowden线分布并完成布线设计。CRUX采用六个微型电机驱动缆索，每电机对应一对主动/拮抗肌，驱动单元置于背部，装置总重约1.3 kg，可在不显著限制穿戴者活动性和灵活性的情况下提供肩肘支撑，也可用于多种环境中上肢功能训练和日常生活活动辅助。此外，该团队将CRUX与虚拟现实镜像视觉反馈训练结合，开展沉浸式游戏化物理治疗体验验证。
Wei等2018年提出Bowden索驱动的柔性上肢外骨骼服，基于臂-线驱动仿真模型优化佩戴舒适性以最小化人机交互力。Li等开发了基于骨骼肌张力线模型的7自由度（7-DOF）柔性上肢外骨骼服，提出模拟人体肌肉控制原理的控制方法，使外骨骼运动轨迹与人体相似性超过87%，并通过肌电信号测试辅助效果，结果显示外骨骼辅助后肌肉激活度降低58.17%。Pont-Esteban等提出线驱动柔性上肢外骨骼，两个直流电机拉动Bowden线驱动肩肘屈伸。Samper-Escuder等提出背包式线驱动柔性上肢外骨骼服，可辅助肩（仅90°）和肘运动，背包总重890 g，多层纺织品通过织物内嵌Bowden线传递张力，肌电测试显示肌肉激活度降低26.36%。
更量化的系统比较表明，肩部辅助的实际挑战不仅存在质性差异，也体现在报告的性能范围。就穿戴负荷重量而言，报告的系统重量从Samper-Escuder设计背包模块约890 g到完整CRUX系统约1.3 kg不等，提示即使"轻量化"的缆索驱动肩部辅助能力系统仍需相当的远程驱动质量。运动覆盖范围方面，Samper-Escuder系统仅报告肩部支撑达90°，表明辅助效果主要限于有限功能范围而非整个肩部工作区。尽管Li等报告轨迹相似性超87%和肌肉激活度降低58.17%，以及Samper-Escuder等报告肌肉激活度降低26.36%，这些指标主要反映整体辅助效果而非直接肩部扭矩传递。换言之，即使已证明存在生理获益，大多数当前研究中肩部辅助扭矩的实际大小和稳定性尚未充分量化。
除传统"电机+Bowden索"方案外，Hosseini等提出表面肌电信号驱动的柔性上肢外骨骼，采用扭绞执行器（TSA）作为驱动源（最大张力140 N，带宽2-3 Hz），通过腱连接前臂实现单/双臂肘关节辅助。Varghese等提出具肩部运动感知能力的柔性外骨骼服，使用仿生腱（Bowden索）模拟肩部肌肉功能，通过传感器测量腱拉伸状态可视化肌肉运动状态，进而利用神经网络建立传感器到关节空间的映射模型，方位角和仰角均方根误差分别为5.43°和3.65°。
2.3 手部驱动
线驱动柔性外骨骼手是最常见的柔性外骨骼手类型，通常将缆索嵌入软手套，利用特定布线将电机输出力传递至指尖，使单个电机可驱动多个手指关节运动。其最大优势在于电机远离手部放置，大幅减轻外骨骼手重量和体积，提高佩戴舒适性，利于生活辅助应用；但传动效率低、人机交互差限制了其应用。
Kang等开发线驱动外骨骼手Exo-Glove Poly II，手套部分以硅胶材料替代传统柔性织物，结构更紧凑、更易清洁，具有更好的透明度和可视化效果，手套重104 g，驱动系统重1.14 kg。Popov等开发便携式柔性外骨骼手Graspy Glove，拇指及三指（除小指）屈伸均采用双向执行器，是现有便携式日常生活辅助装置中功率重量比最高的设备之一，传统3000 mAh电池供电可连续有效运行4小时并完成功能性日常生活活动任务，但线驱动应力集中于指尖，降低了佩戴舒适性。
总体而言，"远程电机安装—缆索传动—柔性服装"架构已成为柔性上肢外骨骼系统中最具代表性的配置之一。其价值不仅在于减轻末端重量，还在于能够通过可穿戴辅助功能实现低惯性、高可控性和强大的结构整合潜力。然而，该架构的实际性能根本上受限于力传递的一致性而非仅由执行器输出决定。在缆索驱动外骨骼中，关节处提供的辅助扭矩受非线性传动效应（如摩擦、间隙、滞后和索管相互作用）以及滑动、软组织变形和姿态相关力臂变化引起的人体耦合不确定性的显著影响。
3 气动/液压驱动型
弯曲型气动/液压执行器通过将内部流体压力转换为可控弯曲变形来产生关节辅助。其工作原理依赖于各向异性结构设计：当加压流体进入软体腔时，腔体本身具有膨胀趋势，但这一膨胀被纤维增强层、应变限制层、几何不对称结构或局部加劲区等选择性约束，因此执行器不发生均匀膨胀而是向约束较弱侧弯曲。这种压力诱导的曲率变化可在执行器跨越或贴合肢体段时形成等效关节扭矩。
3.1 弯曲型驱动
3.1.1 软体复合结构
软体复合结构由两种及以上不同柔性材料层组成，各层具有不同性质、取向和形状。气动/液压软体复合结构基于爬行类动物生理结构的仿生研究，由可拉伸弹性体材料和非拉伸纤维增强材料组成，可形成特殊气/液压腔体。通过改变弹性体和纤维层结构，可改变各向异性刚度，进而在气动/液压驱动下实现各向异性弯曲运动。
Koh等提出基于气动软体复合结构的柔性肘外骨骼，执行器由3D打印模具成型的弹性体本体、尼龙应变限制层和尼龙径向增强层组成，充气后可实现弯曲并嵌入织物形成上肢柔性外骨骼，在六名健康受试者上验证可驱动肘关节达到约50%的正常关节活动度。Ma等设计气动软体复合执行器，在周向设置不可膨胀约束材料限制径向膨胀、增强轴向伸长以形成驱动输出，将其嵌入织物开发了覆盖肩、肘、腕、手的柔性上肢外骨骼，佩戴部分重约1075 g，实验显示可将手臂抬升至67°，但仍不足以满足典型日常上肢活动需求。Natividad等提出2自由度肩部柔性外骨骼，采用模块化柔性执行器模拟肱骨运动，该柔性执行器由多种材料复合而成，可在低压（10 kPa）下实现大范围弯曲运动（>360°），在中立位可提供11.15 N·m扭矩，90°肩部抬升时可提供4.44 N·m扭矩，健康受试者测试显示肩部屈曲最大肌肉激活度降低65%、外展降低34%。
3.1.2 气动柔性关节
气动柔性关节通常以柔性材料构建"关节单元"，通过调整腔体几何和局部约束改变各向异性刚度，实现充气/排气时的可控弯曲。Ang等设计管状气动柔性关节并建立模型预测不同气压下的输出力，该管状气动关节为3D打印柔性执行器，通过约束设置实现最大输出力，测试不同柔性材料的输出力后将优选材料嵌入肘套形成肘柔性外骨骼，佩戴部分重230 g，200 kPa下由20个管状柔性元件组成的执行器可产生最大28 N·m输出扭矩。Oguntosin等设计可在正负压下驱动人肘屈伸的柔性关节，但柔性关节常存在材料非线性和压力驱动滞后，限制模型精度、增加控制难度。O'Neill等开发用于肩部关节训练的气囊式柔性外骨骼，结合两个气动柔性执行器实现肩部外旋、内旋和水平屈伸运动，主气囊由五个独立小气腔组成，与四连杆配合完成外旋内旋，腋下设计梯形气腔完成水平屈伸，该气囊式外骨骼轻量化且舒适，同时为肩关节提供保护。
3.1.3 气动/液压柔性外骨骼手
柔性外骨骼手中，气动执行器通常置于手指背侧，以尼龙搭扣或缝线固定于织物基底，特定腔体几何在压力下产生特定变形以驱动手指屈伸或手势运动。
Polygerinos等提出基于软硅胶材料的气动外骨骼手套，通过气动网络将弹性材料与内部通道整合，调节气室压力实现手指弯曲，利用几何分析和有限元模型研究驱动器的弯曲曲率和力响应，实验和仿真显示手套可辅助康复训练并提供较大抓握辅助力，但驱动组件体积重量大、不便携带。Yun等提出可定制气动柔性辅助手套Exo-Glove PM，采用刚柔耦合执行器：柔性气囊置于指关节适应运动特性，刚性连接用于固定指关节间相对位置并支持根据指骨长度调节驱动器间距，但需额外动力源和组件，一定程度影响系统便携性。Polygerinos等还开发了液压驱动柔性外骨骼手，驱动器由纤维增强材料制成，半圆形截面且延展性强，液压驱动下可实现四种运动，手套部分重285 g，驱动器安装于背侧不影响用户抓握动作，但液压驱动组件（液压泵、电磁阀等）数量多，降低系统便携性。
3.2 线性驱动（气动人工肌肉）
气动/液压柔性外骨骼中，线性驱动通常采取气动人工肌肉（PAM）形式，尤其是McBain型驱动器。典型McBain驱动器由内部可充气气囊和外部编织网套组成，充气时内部气囊径向膨胀，编织网套将其转换为轴向收缩从而产生张力。因其高力重比、固有柔性和类肌肉收缩特性，McBain型PAM成为柔性上肢外骨骼中线性流体驱动形式的最突出代表。
Andrikopoulos等提出基于PAM驱动的柔性腕外骨骼，腕关节设四个PAM，上下各二，充气状态组合实现屈伸和内外旋运动，可用于腕康复训练和日常生活辅助。Al-Fahaam等开发柔性腕外骨骼，驱动部分由三个收缩型和两个伸长型PAM协同完成腕屈伸和内外旋转运动，具便携紧凑优点，但收缩和伸长型气动肌肉运动中存在非线性耦合问题。Yao Jiantao等开发腕关节柔性外骨骼，四个PAM配合实现腕屈伸和内外旋转，手套内嵌薄膜压力传感器感知掌部抓握力，可实时监测腕部辅助效果和安全防护。
4 弹性元件驱动
基于弹性元件的柔性上肢外骨骼通过控制柔性结构件（如弹簧片、柔性铰链、弹性梁、柔顺连杆或其他可变形储能元件）的变形产生辅助输出。典型配置中，外部位移输入（由小电机、线性执行器、连杆或用户诱导的肢体运动提供）使弹性元件弯曲、拉伸、扭转或压缩，变形过程中应变能在结构内累积；当系统释放或达到指定运动阶段时，弹性元件产生恢复力或恢复扭矩，通过柔性界面传递至肢体。
Higuma等提出弹性元件驱动的腕柔性外骨骼，驱动部分由两个线性电机和弹性元件（弹簧片）组成，线性电机对弹性元件施加位移输入，弹性元件在弯曲变形过程中实现能量存储和释放并传递运动至腕关节，通过调节两电机行程可实现腕屈伸、内收外展四种基本运动，外骨骼本体仅重288.3 g，全系统重509.5 g，利用弹性元件变形对腕关节轴变化的拟合能力提升佩戴舒适性。Bützer等开发推杆式柔性外骨骼手，利用软结构的弹性变形储能模拟手指运动，执行结构由三层弹性片组成：下层为限制层，上层有限位槽防止过度弯曲造成潜在损伤，中层连接推杆电机并在推杆驱动下产生弯曲变形从而带动手指屈曲，多层柔性结构与手指关节旋转中心高度拟合，整体柔性和安全冗余良好，但运动范围受推杆行程约束，弯曲角有限，且弹性片对手的主要输入为水平方向，难以高效形成手指关节弯曲力矩，导致传动效率和指尖抓握力较低。
5 新型智能材料驱动
新型智能材料驱动旨在以材料本身的可逆变形替代传统电机-传动链，实现柔性上肢外骨骼的肌拟态、静音化和服装级集成效果。除常见形状记忆合金（SMA）外，还包括电场驱动电活性材料（如介电弹性体执行器DEA、离子聚合物-金属复合材料IPMC、导电聚合物等）、热/相变驱动材料（如捻卷聚合物人工肌肉TCPA、液晶弹性体LCE等）以及磁响应软材料和复合材料。
SMA通过热诱导马氏体与奥氏体之间的相变驱动。可穿戴外骨骼中，SMA最常以镍钛合金（NiTi）丝或弹簧形式作为执行元件。电流通过SMA元件时，焦耳热使其温度超过相变阈值，材料转变为奥氏体相并恢复预设形状，此恢复过程中SMA输出收缩力（或恢复扭矩），完成"电能—热能—机械能"转换。
Park等提出由SMA弹簧组成的"生物肌肉"并嵌入柔性外骨骼服辅助肘关节，该生物肌肉由多根SMA弹簧串并联组成，仅重24 g，约70°C时可输出超过100 N的力并实现大收缩应变，但需要较高驱动电压/电流，冷却和控制精度问题尚未充分探索。Copaci等提出SMA丝与Bowden/腱耦合的柔性肘外骨骼，以SMA丝为动力元件、Bowden结构导向运动并实现隔热，实现轻量化（约0.6 kg）且关节处无刚性组件，更好适应肘关节瞬时轴变化并改善人机交互。Jeong等提出带主动液冷的SMA弹簧人工肌肉，将SMA弹簧置于可拉伸管内，通过冷却液循环增强热交换，驱动1 kg负载时响应时间可压缩至1秒量级，基于此构建腕柔性外骨骼实现屈伸及桡/尺偏运动，但液冷引入的系统重量、复杂性和泄漏风险削弱了可穿戴便携性。
手部康复和生活辅助方面，SMA常与腱/弹簧传动或欠驱动结构结合以放大位移并实现多指耦合。Yao等采用拮抗SMA弹簧和线/带结构模拟腱-滑轮-肌肉功能，实现双向弯曲驱动并增强抓握动作多样性，手套总质量约85.03 g。Zhang Yingru等通过回返织物编织等延伸机构实现手指驱动，但延伸机构体积增加削弱轻量化优势。Wang等采用滑轮系统等方法增加等效位移，并通过聚乙烯线实现与滑轮的可靠连接以减小延伸机构体积。Sui等在Nature Machine Intelligence报道的SMA驱动柔性康复手套，系统耦合线传动、集成传感/控制/热管理，可通过前臂风冷提升驱动频率，实现约490 g的紧凑系统并满足康复训练对位移、力和频率的综合要求，但仍保留线传动的粘滞、预载和动态不对称等问题。
其他智能材料驱动系统依赖材料本身在电场、热场或磁场激励下的直接变形。以介电弹性执行器（DEA）为例，其在高电场下受Maxwell应力驱动，厚度方向压缩、平面方向扩张；离子聚合物-金属复合材料（IPMC）在低电压下通过离子迁移弯曲；捻卷聚合物人工肌肉（TCPA）通过热诱导扭转-缩短效应输出收缩；磁响应软复合材料在外磁场作用下变形或改变刚度。尽管这些材料的换能机制不同，但共同特征在于执行器输出不依赖传统"电机-传动链"而直接源于材料对外部激励的本征响应，为分布式驱动和软体集成提供显著潜力，但实际应用仍受限于电压安全、热效率、响应速度、环境敏感性和稳定输出能力不足等问题。
6 讨论
本综述表明，在柔性上肢外骨骼系统中，驱动方式应被视为系统级设计变量而非仅仅是动力源选择。与刚性外骨骼不同，柔性系统无法保持驱动器与解剖关节之间的固定几何关系，因此最终辅助效果不仅取决于驱动器输出，还取决于力如何通过织物、软体结构和人体软组织传递。驱动方式与路径几何形状、锚点位置、预载力、界面顺应性和滑动特性密切相关，直接决定辅助能否稳定、舒适且可重复地提供。
不同方式间的比较显示，每种方法代表不同的工程优化方案。电机-索/腱驱动仍是最成熟的解决方案，因其具有高可控性、相对高带宽和远程驱动实现的低远端惯性，但其实际性能常受摩擦、间隙、预载漂移和姿态相关力臂变化的限制，降低有效关节扭矩并影响一致性，尤其在大范围或多自由度肩部运动中。气动/液压驱动具有优异的固有柔性和与身体的自适应交互，在软体可穿戴辅助设备中极具吸引力，但其更广泛应用受限于泵、阀、管路和密封集成的负担，以及强压力变形非线性和滞后现象增加的精确控制复杂度。弹性元件驱动在软传动、舒适性和运动适应性方面具有优势，尤其因其可部分适应关节轴移动，但输出能力根本上受刚度、允许变形量和变形行程限制，更适合重力补偿、缓冲或相位辅助而非连续高扭矩驱动。基于智能材料的驱动，尤其是形状记忆合金（SMA），以静音运行、紧凑结构和服装级集成潜力著称，但其实际性能仍受限带宽、滞后现象和位移放大需求，后者常重新引入摩擦和舒适性损失。其他智能材料如动态电活性聚合物（DEA）、离子敏感压电聚合物（IPMC）和热致相变聚合物（TCPA）进一步扩展了分布式软驱动的设计空间，但仍受限于电压安全、环境敏感性或输出稳定性。
本综述的一项重要发现是，当前柔性外骨骼的主要局限源于系统级反复出现的冲突而非单个执行器的缺陷，可概括为输出能力与可穿戴舒适性、便携性与控制权威性、刚度与重复性之间的矛盾。因此，未来进展不太可能来自单个执行器类别的孤立改进，而是预期走向驱动、力传递、界面、感知和控制的协同设计，重点在于模块化和混合架构。在此类系统中，主要执行器可能提供主要辅助输出，而柔顺Pause柔顺或智能材料组件负责能量缓冲、界面适应或变刚度调节。
7 结论
本文以驱动方法为主线，对柔性上肢外骨骼机器人进行分类综述和讨论。电机-索/腱驱动以其远程驱动和高可控性成为当前最主流方案，但其性能稳定性易受摩擦偏移、预载漂移和佩戴滑移影响。气动/液压驱动通过弯曲型软体执行器或气动人工肌肉（PAM）实现高顺应性和更好运动拟合，已在肘和手场景中广受验证，但动力源的便携集成和强非线性控制仍是工程瓶颈。弹性元件驱动具有轻量化、低能耗和舒适性优势，更适合相位辅助和人机兼容性模块，但难以满足肩、肘等近端关节的连续大扭矩输出要求。新型智能材料驱动（以SMA为代表）展现出紧凑、静音和服装级集成的潜力，在腕/手应用中取得快速进展，但其热管理、滞后非线性以及位移延伸带来的舒适性和可靠性代价仍需系统解决。
总体而言，柔性上肢外骨骼的可转化性依赖于驱动方法与力传递路径、人机界面、感知和控制策略的协同设计，而非单个执行器性能的孤立提升。未来研究应进一步促进评估标准化和长期穿戴一致性验证，构建针对肩部多自由度辅助、轻量能源供给和安全失效模式的可重复、可比较工程路线，以加速柔性上肢外骨骼从实验室向临床和日常应用的转化。
