随着人口老龄化的加剧,脑卒中患者数量也在不断增加。上肢作为人体日常生活必不可少的关键部位,对上肢的康复治疗也显得尤为重要。早期的传统康复治疗采用一对一的康复训练,即一个患者至少需要一名治疗师辅助偏瘫患者进行康复训练。为减少治疗师的工作负担,减轻患者的经济负担。一些研究者提出利用康复机器人代替治疗师为患者做康复训练。但现有的康复机器人设计大都不以治疗师和患者为出发点,不能充分模拟治疗师的操作手法。为解决这些存在的问题,本文提出一种全新的上肢仿生康复机器人。本文对上肢康复机器人国内外研究现状进行分析,总结出上肢康复机器人的设计要求。分析人体上肢生理结构和运动特征,建立手臂运动简化模型。根据康复训练中患者与治疗师的交互行为,建立了康复训练模型。针对患者上肢的康复训练需求,提出上肢康复机器人的机构设计需求。该机器人具有17个自由度,包括两个7个自由度的仿生机械臂,其中肩关节的外展/内收,伸展/屈曲,旋内/旋外,肘关节的屈曲,腕关节的内收/外展,掌屈/背屈和内旋/外旋,3个自由度的腰关节,即腰关节的前屈/后伸、左右侧屈和左右旋转。根据人体尺寸,用SolidWorks得到上肢仿生机器人的结构模型。本文以机械臂为研究对象,首先根据人体手臂抓握实验得到手臂运动规律,结合D-H法和位姿分离法对机械臂的运动学分析,得到机械臂运动的控制算法,并利用MATLAB中的toolbox工具箱进行仿真验证正逆解的正确性,同时基于蒙特卡洛法进行机械臂单臂和双臂工作空间计算;其次,根据上肢康复机器人的控制系统的需求,通过机器人系统硬件,结合上肢仿生机器人的控制策略,开发上肢康复机器人的控制系统。最后,对上肢康复机器人的训练功能训练进行实验与分析,分别对各关节的速度响应特性进行实验与分析和位置控制实验分析,验证机器人的控制系统。研究完成了上肢仿生康复机器人的样机的制作,对机械臂的控制算法进行验证。针对关节的运动的速度相应特性和位置控制进行实验,验证了该上肢仿生康复机器人控制的可行性。