我国肢体残疾患者人数众多,且随着人口老龄化的加剧,肢体残疾患者的数量还在不断上升。随着现代医学技术的发展,越来越多的肢体残疾患者选择手术来进行治疗,但对于肢体残疾患者而言,手术的成功只是治疗的第一步,完善的术后康复对肢体功能的恢复至关重要。然而当前我国的康复医疗资源并不足以满足庞大的康复训练需求,医学实验证明,康复机器人可以有效地代替或辅助医师对患者进行康复治疗。因此本文针对我国康复医疗资源短缺的现实情况,提出了一种用于肩肘关节康复训练的上肢术后康复机器人。首先,本文介绍了关节术后康复机理和康复运动需求,对人体上肢生理结构进行分析,然后提出康复机器人的设计要求,通过分析现有康复机器人结构的优缺点,选择外骨骼式结构作为本文的康复机器人的结构形式,并指出外骨骼式康复机器人的设计难点,采用肩肱定律对肩关节进行运动分析,得到了盂肱关节的运动曲线,然后对盂肱关节的运动进行分解,得到较优分解方案,基于此方案和盂肱关节运动曲线提出了康复机器人的设计方案,并完成康复机器人的结构设计。其次,基于Hill肌肉模型,结合上肢肌肉骨骼参数,采用Opensim软件建立了上肢肌肉骨骼模型,对慢速与快速外展运动进行了肌肉力分析,明确了肌肉力与外展运动的关系。然后对康复机器人进行了运动学分析与仿真验证,确保了运动学分析结果的准确性,基于运动学分析结果,结合肌肉受力分析提出了采用五次多项式函数进行康复机器人关节空间轨迹规划的方法,并在MATLAB上进行抬手曲肘的轨迹规划仿真,验证了康复机器人完成康复动作的能力及其设计的合理性。最后,结合临床康复训练参数要求和安全性要求,分别完成控制系统的硬件选型与软件设计,以此为基础在CCS(Code Composer Studio)开发环境中进行控制系统编程,并在上肢康复机器人样机上进行实验,消除了运动过程中的抖动问题,同时,对关节角度的采样结果显示,康复机器人运行正常、平稳,达到了设计要求,证明了康复机器人设计的合理性与可靠性。