人体前臂及其两端肘、腕关节损伤是日常生活和运动中最常见的外科创伤,而且需要合理的锻炼才能够康复。本文在对国内外现有的可用于肘腕关节及前臂康复训练的机器人进行分析的基础上,从关节康复机理和康复需求出发,提出了新型的具有固定转轴的串并混联式肘腕关节康复机构,并对其进行了机构学分析。基于人机工程学对其具体机械结构进行设计,并制作出实验样机。首先,结合运动解剖学、临床医学和康复医学等相关知识,分析了人体前臂及肘、腕关节的结构、运动机理和关节损伤所需的康复运动,建立了人体上肢的机构学模型。针对康复运动需求,提出了两种串并混联式肘腕关节康复机器人机构,并分析了机构的自由度和连续转轴,讨论了机构输入的合理性。所设计的机构具有3个转动自由度和一个移动自由度,并具有两个固定转轴,能够满足康复运动的需求。其次,对肘腕关节康复机器人的并联机构进行了运动学分析。得到机构的位置正反解,绘制了机构在进行基本康复运动时的驱动副输入曲线图;分析了机构的工作空间;运用影响系数理论对机构的速度进行了分析,绘制了机构在进行基本康复运动时驱动单元的速度曲线。以雅克比矩阵的条件数为依据讨论了机构的运动学性能,并对机构进行了静力学分析。最后,基于人机工程学对肘腕关节康复机器人样机进行了研制。介绍了康复机器人的设计准则,对康复机器人机构进行了方案论证和选择,并基于(2-URR/RRU)S机构对肘腕关节康复机器人机械系统进行了模块化设计,制作了具有安全性、舒适性和广泛适用性的肘腕关节康复机器人样机,并利用样机进行了基本康复运动实验。