上肢康复机器人是医疗机器人的一个重要分支,它以偏瘫脑卒中病人运动疗法中的运动再学习理论为基础,融合了医学、生物学、机械学、信息与计算机科学等诸多学科,是目前国内外的研究热点。本文对上肢康复机器人系统的总体设计、运动学分析、运动控制系统、机器人样机及实验等进行了研究和开发,为该领域产品设计奠定理论基础、提供技术支撑。论文首先结合上肢解剖学和运动治疗理论,从安全性、仿生学、外骨骼材质、训练任务、安装使用等几个方面总结出上肢康复机器人的设计要求；在此基础上,设计出了轻型、运动可靠的3自由度上肢外骨骼康复机器人系统,并详细介绍了康复机器人系统的机械本体、运动控制系统和控制策略。康复机器人系统的运动学模型是康复机器人系统设计‘的重要内容。论文利用D-H法建立了机器人运动学模型,并分别进行了正运动学和逆运动学分析；应用Matlab和ADAMS软件分别从理论计算和三维模型仿真等方面进行了位移、速度和加速度分析；利用微分变换法求解出了康复机器人的雅克比矩阵。论文从系统硬件设计和软件开发两个方面详细介绍了康复机器人运动控制系统,根据康复系统的不同模式和需要,以VC++6.0为开发平台,开发了10个运动控制应用程序,实现了位置和速度控制的单关节训练和多关节复合训练。最后,论文研制了康复机器人样机,并从机械本体、交流伺服系统、上位机控制系统三个方面介绍了该系统；进行了位置和速度控制的实验研究。实验结果验证了所设计的康复机器人系统的正确性。