随着人口老龄化问题的愈加严峻,由急性脑血管循环障碍所引发的疾病已成为我国居民的主要死因,目前,脑卒中患者超过1400万人,并以每年200多万人的速度增长,造成每年150万人以上死亡,是一种严重危害人类健康的全球性问题。同时,由意外事故导致的脑外伤、脊髓损伤等原因造成的肢体运动功能受损患者的数量亦相当庞大。若不及时采取有效的康复治疗,将导致患者永久性丧失部分肢体运动功能,严重影响患者的生活质量,甚至导致患者生存率下降。随着医工融合技术的发展与临床康复需求的提高,推动了康复机器人的快速发展,能够有效激发偏瘫患者主动参与康复的意识,增强患者在康复训练过程中的康复信心和决心。鉴于此,本文以脑卒中、脑外伤、脊髓损伤等原因造成的肢体运动功能受损患者为研究对象,提出了一种用于肩肘关节的上肢外骨骼康复训练机器人,适用于上肢运动功能障碍患者进行康复训练,论文主要内容如下:（1）基于偏瘫康复理论及上肢解剖学特性,分析上肢生理结构及运动特性,设计一种具有重力补偿装置的肩肘关节外骨骼康复机器人。基于Open Sim仿真软件构建上肢肌肉骨骼-外骨骼耦合模型,对肘关节屈曲运动进行肌肉力分析,解决了患者因为肌肉活动不足而导致患者在重力作用下不能有效移动的问题。（2）基于D-H参数法建立上肢康复机器人的数学模型,对康复机器人进行正、逆运动学分析,通过蒙特卡洛法对康复机器人的运动空间求解;基于拉格朗日法分析康复机器人的动力学特性,通过仿真分析各关节力矩均平滑连续,验证康复机器人设计的合理性。（3）针对关节空间中上肢康复机器人的轨迹规划问题,对起始点和终止点以及要求以特定状态经过的过渡点进行运动约束,基于4-3-4轨迹规划方法对具有运动约束过路径点的轨迹规划进行分析,对角位移、角速度和角加速度进行拟合,通过仿真分析,验证4-3-4多项式轨迹规划的合理性。（4）基于Qualisys三维动态捕捉系统,采集人体上肢运动学数据,对康复机器人的示教康复训练提供运动学基础。在康复训练要求和安全性的原则,搭建上肢康复机器人实验平台,对上肢康复机器人设计单关节和多关节的被动康复实验和示教康复实验,验证所设计的上肢康复机器人能够满足相关的康复训练动作。