近年来随着我国社会的发展和人口老龄化的趋势日益严重,脑卒中的发病率越来越高,对康复护理的需求也越来越高。脑卒中是老年人常见心血管疾病,有较高致残率,导致运动功能损伤无法恢复。此类运动功能损伤可能会造成患者在日常生活中的很多困难,严重影响生活质量。如果患者得到更早的专业性的康复训练治疗,有助于患者运动功能的恢复。随着科技的发展,机器人技术已经被广泛应用于康复训练的过程中,结合康复理论使用机器人去辅助引导患者进行康复治疗,已经在临床上被证明有很好的效果。由于上肢自由度多、动作精细程度高,如何快速有效的恢复患者上肢运动功能是康复治疗中的难点所在。同时由于治疗周期长见效慢,患者往往会产生消极心理,影响主动参与的积极性,激发患者主动性也是康复治疗中的重要内容。本文针对脑卒中患者因大脑神经损伤而造成的运动功能损伤,设计了一种结合镜像疗法的机器人辅助康复训练治疗系统架构,可通过人体双侧上肢协同运动来促进大脑神经元重塑,有助于上肢运动功能恢复。本文将镜像康复技术、虚拟现实技术、机器人技术相结合提出了一种体感交互上肢康复训练机器人系统。该系统主要包括主控计算机、虚拟现实体感交互康复训练软件平台、控制器、可穿戴式动作捕捉设备和气动康复训练机器人。主控计算机中设计了虚拟现实体感交互康复训练软件平台,结合动捕设备采集的患者上肢姿态信息,在虚拟场景中建立实时同步运动的人体模型,开发被动、主动、镜像三种训练模式场景,构建出体感交互上肢康复训练操作系统。设计运动映射算法,基于机器人运动学模型,实现患者双侧肢运动镜像。考虑康复治疗的柔性需要,机器人采用比例压力控制和摆动气缸驱动,通过末端牵引的方式带动患者患肢进行康复训练。针对气动系统特性,设计速度前馈补偿的控制策略,实现精准的位置控制,用于被动康复训练模式及其他模式的位置内环。设计导纳控制策略和虚拟夹具控制算法,通过增加患肢主动性与限制康复运动轨迹边界的结合,实现主动康复模式下的柔顺交互控制。最后通过对样机进行轨迹跟踪试验、主动康复训练试验和镜像映射运动试验,对康复训练中的位置精度、交互力、轨迹调整能力进行了测试,验证了该系统在镜像康复治疗中的可行性和有效性。该系统为双侧肢协同运动的康复训练临床需求提供了设计思路和实现方法。