近年来,随着康复治疗需求量的增加,机器人系统在康复治疗领域的巨大潜力正在逐步体现。将机器人技术引入上肢康复功能训练,可以节省大量人工成本。本课题拟提出研发一种基于绳索驱动的上肢康复机器人,具体研究内容如下:首先对国内外康复机器人研究及发展现状进行了介绍,对绳驱动康复机器人的研究现状进行介绍;结合人体上肢解剖学与人体上肢关节运动分析与康复运动治疗理论,总结上肢康复机器人的设计要求。其次,基于对人体肩关节、肘关节、腕关节的结构分析与关节运动范围,完成机器人各个关节与关节连接件的结构设计;设计绳驱动关节的驱动结构、绳索传动结构等;对钢丝绳选型并进行强度校核,对钢丝绳传动中的滑移现象进行分析,改善传动中的滑移结果;对电机、驱动器等进行选型;用SolidWorks完成整机的设计,并利用ANSYS有限元软件对主要结构零部件进行强度校核以及结构优化。然后,基于D-H法建立运动学模型,求解运动学正解和反解;应用随机值法求解机器人工作空间云图;基于拉格朗日方程对机器人动力学分析,求解关节力矩方程,分别用MATLAB和ADAMS软件绘制关节力矩曲线。之后,对控制策略进行设计,设计控制系统硬件方案,建立关节模型,根据模糊理论设计模糊自适应PID控制器,建立绳驱动康复机器人的Simulink系统模型。最后,设计绳驱动康复机器人张力测试实验方案,设计张力测试实验装置结构,完成控制系统设计与元器件选型,拟定绳索张力测试实验方案,作为张力控制研究的基础。