追求高质量的生活是人类社会发展的永恒主题，享受优质的康复医疗服务是人民获得幸福感的重要保障。在临床实践中，外骨骼康复机器人在提高人体运动功能损伤患者生活质量方面具有不可或缺的作用，以患者主观意识为导向的机器人化运动功能重塑是康复医学追求的终极目标，这给运动功能重塑装备的研发提出了新的挑战。本文面向外骨骼康复机器人的实用化需求，针对外骨骼康复机器人机构设计和拟人运动规划中的共性基础问题，在分析人体协同运动特征的基础上，对外骨骼康复机器人运动与驱动机构设计以及拟人运动生成方法开展系统深入的研究。这些研究对于丰富人类对自身运动规律的认知，创新外骨骼康复机器人设计理论，具有重要的理论意义和应用价值。本论文的主要研究工作包括：　　基于人体上肢解剖学结构，构建了描述肩胛带、肱骨、前臂（尺骨+桡骨）和手部运动的骨骼坐标系，阐述了上肢协同运动机制产生的解剖学基础。结合多目运动解析系统这一数字化手段，提取上肢到达运动的姿势协同关系和相应的运动输入，揭示了姿势协同关系和运动输入与个体差异的关联关系，对不同个体姿势协同关系的趋同性和运动输入的特异性进行定量分析，相关结论为人体协同运动特征研究的实验范式设计提供了指导。　　针对康复训练所需的几种典型上肢到达运动，利用主成分分析法实现了人体自然运动的降维描述，通过对关节运动的相关性分析，揭示了上肢关节运动分组协同规律。围绕上肢运动姿势协同关系机械实现的目标，提出了上肢分组协同运动的机械实现原理，建立了具备拟人运动生成能力的欠驱动外骨骼康复机器人传动机构设计方法，构建了由电机-传动轮-钢丝绳组成的远端传动系统，提出了钢丝绳自动张紧装置和配重系统的设计方法。通过对人体上肢运动智能的机械植入，保证了外骨骼康复机器人运动控制的鲁棒性和可靠性。　　针对主成分分析法在运动降维描述时需要进行中心化的问题，采用奇异值分解方法分析了人体上肢到达运动的协同运动特征，揭示了目标点空间位置(描述到达运动任务属性)变化对关节姿势协同关系和运动输入的影响规律，建立了上肢运动基元和任务属性之间的映射关系，提出了一种基于目标点空间距离权重的运动输入插值算法，建立了一种基于人体上肢运动基元的拟人运动生成方法。利用运动捕捉实验中获取的上肢关节角度数据，验证了该拟人运动生成方法的可行性。　　结合康复治疗的临床需求，针对主/被动两种康复训练模式，构建了接触力、眼动、表面肌电等多种人机交互方式，制定了位置、交互力、眼动跟踪等多种控制策略。通过被动模式下外骨骼康复机器人关节角度和上肢自然运动关节角度的对比分析，验证了基于上肢运动姿势协同的机构设计方法的可行性。通过主动模式下力交互策略对患者运动意图的识别效果分析，验证了控制系统的有效性和可靠性。