脑卒中患者患病后常伴随语言功能失调、小脑失调、运动功能受损等临床表现,患病后存在一定时间的恢复黄金期,可通过康复训练逐渐适应并恢复。目前针对脑卒中运动功能障碍患者的康复治疗方法,可大致分为中医针灸疗法、康复师制定的阶段性训练计划以及康复辅助机器人等方法帮助患者恢复运动功能。但针灸治疗师及康复师受限于管理模式、日程安排、治疗周期等因素的影响,难以保证患者长期运动训练的强度。由此高效精准、可控且重复性强的康复机器人大多用于患者康复后期对患肢进行针对性训练或辅助步态训练等,由于自身空间受限,康复功能适用性等问题,对于还处在卧床期的患者效果不佳。相比之下柔索驱动并联机器人具有牵引空间大、绳索单向受力性等优点,绳索牵引人体更加友好、安全。另外,脑卒中康复理论表明,患病后初期辅助患者坐起、站立等基本姿态的变化是康复训练的第一步,具有十分重要的现实意义。主要工作如下:设计一种辅助运动障碍患者从卧位到站立位基础姿态运动的4索驱并联机器人机构,以保证患者的安全,绞盘缠绕处为钢丝绳,钢丝绳下端连接橡皮绳分别牵引在辅助人体运动的关键节点处,利用电机驱动绞盘控制绳索伸长缩短辅助人体实现基础姿态的运动。对机构进行运动学分析,求解索长与牵引点位置坐标的雅克比矩阵,求解绳索牵引人体达到坐立位、站立位运动过程中人体起卧、膝盖屈伸运动角度及角速度变化,并对牵引人体卧位-站立位运动的绳索速度,人体起卧、站立运动角度、角速度进行预定规划。为了考虑橡皮绳弹性的动力学影响,基于拉格朗日动力学进行系统动力学建模,并利用Simulink开展动力学仿真,验证机构牵引人体运动过程中起卧角度、角速度及膝盖屈伸角度、角速度的变化规律。在系统动力学模型基础上,应用非线性前馈补偿的PID控制方法对绳索收放长度进行控制,使绳索牵引人体安全、平缓地达到期望轨迹及期望速度,确保人体的舒适性,并利用Lyapunov方法证明控制系统的稳定性。针对有无重力补偿项、柔索变刚度和人体变质量参数等因素对系统动力学影响作了仿真,通过对比分析验证了弹性绳作为执行机构的必要性及控制律设计的有效性和稳定性。本文通过对辅助运动障碍患者运动柔索驱动并联机器人的设计与分析,为脑卒中患者前期应用柔索驱动并联机器人的康复训练提供思路,通过理论分析及仿真验证了机构的可行性与稳定性,同时控制律的设计保证了变绳索刚度、变人体质量参数条件下,控制系统的鲁棒性,为柔索驱动并联机器人在前馈补偿PID控制方法上提供参考价值。