因人口老龄化、脑卒中以及伤残等导致的肢体运动功能障碍患者逐年增多,而相应的医疗康复人员及设备却无法满足康复需求。为减轻护理人员的工作强度、提高患者接受康复治疗机会、量化康复训练的指标,康复机器人应运而生。本文在分析国内外肢体康复机器人研究现状的基础之上,依据康复运动理论,结合人体生理结构特征、行走时肢体运动规律,提出一种基于坐姿的单自由度、复合连杆式肢体协同训练康复机构,具体工作如下:首先,分析人体尺寸及关节活动度限定坐姿状态下的运动区间,再通过实验探求行走时肢体主要关节的运动规律及轨迹,为机构方案的设计提供理论依据,最终提出一种曲柄滑块和RRR级二级杆组组合形成的单自由度、复合连杆式协同训练康复机构。其次,应用D-H法建立康复训练机构参数坐标模型,对其进行运动学正分析,得出影响轨迹的主要参数,并应用ADAMS软件分析尺寸参数对轨迹的具体影响,通过单因素分析及正交试验优化出一组基本尺寸参数。然后,对人机模型进行深入研究,分析不同训练参数下所对应的关节运动规律,为患者进行有效的量化康复训练提供参考;提出一种实现匀速训练的PI控制方案;分析在训练期间各杆件的受力及形变,为后期结构设计提供理论依据。最后,依据上述分析论证所得出的连杆尺寸参数,研制出单侧康复机构的物理样机,并进行训练轨迹、关节角度和协调运动实验。实验结果表明:该康复机构设计合理,能够实现坐姿状态下的肢体协同康复训练,并可满足个性化康复需求。