我国是脑卒中发病率最高的国家，而且脑卒中也是我国死亡率最高的疾病之一。随着我国经济的快速发展，医疗条件逐步得到改善，脑卒中后的幸存者越来越多。然而脑卒中后遗症的治疗费用却成了这些患者家庭的沉重经济负担。针对脑卒中后遗症中的上肢偏瘫症状，在机器人学国家重点实验室开放课题资助项目(2013-O008)“基于柔弹性关节的七自由度外骨骼式上肢康复机器人的设计与试验研究”的基金资助下，开展了7-DOF外骨骼串联式上肢康复机器人的研究。具体研究工作内容如下:　　第一，确定最终机器人机型，并依据各个关节的具体特点进行了结构设计和传动系统的设计。经过对偏瘫患肢康复治疗理论的研究，总结了针对上肢偏瘫患者的治疗措施和上肢康复机器人需要满足的基本要求;然后根据人体上肢各关节的活动度和康复治疗过程中常见动作的施力点和施力方向的要求对课题组已设计的上肢康复机器人机型进行了进一步的优化设计，确定了最终的机器人机型;在此基础上，依据人体工程学和机械加工工艺的要求进行了各个关节的结构设计和传动系统的设计。　　第二，对设计完成的上肢康复机器人进行运动学及运动空间分析，并获得机器人机构的雅可比矩阵。首先，应用D-H矩阵求解出上肢康复机器人的运动学方程;然后，借助Pro/E进行康复机器人的实体建模，导入到ADAMS中进行运动学仿真，得到末端位移仿真曲线后与理论曲线进行对比分析，检验了理论分析的正确性;在此基础上进行了基于蒙特卡洛理论的运动空间分析为机器人的轨迹规划提供了基础;最后，求解出反应康复机械臂末端与各个关节之间空间速度映射关系的雅可比矩阵。　　第三，通过对康复机器人的动力学分析，求解出各个关节的额定转矩，然后选定各驱动系统的电机、减速器和电位计等元器件。应用第二类拉格朗日方程的功能平衡方法对康复机器人进行了动力学分析，再应用MATLAB绘制出匀速运动状态下，理论分析所得的力矩变化曲线;然后，把康复机器人的实体模型导入ADAMS中进行动力学仿真，得到在匀速运动状态下各个关节驱动力矩的变化曲线，通过对比验证了理论分析和仿真分析的正确性;最后，利用ADAMS进行匀加速状态下的动力学分析，得到了驱动力矩的最值;在此基础上，依据额定转矩和转速选定电机、减速器和电位计等元器件。　　第四，设计了一种适用于上肢康复机器人的柔弹性关节，并进行了理论分析和仿真分析。为了克服刚性传动系统的冲击载荷对患肢的影响，设计了一种基于弹性元件的柔弹性关节;然后对柔弹性关节进行了理论分析，应用MATLAB绘制出各个输出参数随弹性元件刚度变化的曲线;再把ADAMS仿真分析的结果与理论分析的结果进行了对比验证。　　最后，完成了机器人试验样机的制作和部分试验研究。首先，加工出上肢康复机器人机械部分的所有零部件，完成装配后进行各个关节转动范围的验证;其次，进行了样机重力支撑装置的调试;再次，对试验样机进行了运动学、动力学的试验探究;最后，对大臂的上下摆动关节在有重力支撑装置的条件下进行了该关节的动力学试验以检验重力支撑装置的减重效果。