随着全民健身时代的到来,肩关节的运动损伤病例逐年增加,同时运动康复的需求也在逐渐增加,由于传统康复训练模式效率低、效果差,不够科学客观,而且运动康复与普通的康复目标不一样。因此面向肩关节运动损伤迫切需要更科学、更有效的康复手段,解决传统理疗方式中存在的主观因素影响大、效率低、评价指标不客观等现实问题。本文针对专门面向运动损伤的肩关节康复机器人进行了设计与仿真。首先,分析了肩关节运动损伤康复理论和肩关节生理结构,由于肩关节结构复杂,运动方式多样,把肩关节的运动分成三个简单的正交运动。根据国内外公司和高校研究现状和人机工程学,使设计指标具备合理性、可行性、先进性,能覆盖运动康复的需求。依据需求给出了机器人的各项设计指标,并保证在安全和舒适的前提下,尽量增大输出力矩。其次,提出了设计指标,采用了电机、减速器和齿形同步带的间接驱动方式,对康复机器人进行了结构系统设计。机械系统包括基座、调整模块、驱动模块、L型机械臂和半圆环末端。机器人共具有六个自由度,能满足设计指标和康复需求,同时解决了肩关节瞬时可变性的问题。其次以康复机器人为研究对象,建立了运动学方程,并运用D-H法进行了正运动学和逆运动学的求解,并通过MATLAB验证了正运动学方程的正确性和康复机器人运动的可行性。然后用Lagrange法建立了康复机器人动力学模型,建立机器人的动力学方程。利用ADAMS和UG软件对机器人进行运动学和动力学的仿真。仿真结果证明了机器人运动学模型和动力学模型的可行性。然后对机器人的工作空间进行了求解,在MATLAB中用蒙特卡洛法计算了机器人的工作空间,计算结果显示机器人工作空间较大,满足康复需求。最后,对论文设计的肩关节康复机器搭建了样机实验平台,并对肩关节康复机器人系统的重要部分进行了介绍。首先开展了关节角度误差的实验研究,检验电机减速器的运行情况。然后配合假人玩偶开展了单关节和多关节的肩部康复动作实验,并记录了数据,通过数据分析了肩关节康复机器人的运行情况,验证了肩关节康复机器人的可行性。