随着全球社会老龄化的加剧,老年人中风而引起上肢功能障碍的现象不断增多。老年化引起劳动力短缺,使效率低下的传统上肢康复方法面临挑战。因此,各国都积极将机器人技术引入肢体功能障碍康复治疗中,并致力于产品化。基于产品化的思想设计了四自由度上肢康复机器人,并建立其控制系统。首先,对国内外上肢康复机器人的发展现状进行了介绍;对康复机器人控制技术研究现状分析后,确定了上肢康复机器人控制系统的总体方案;选取了驱动电机、驱动器、传感器等控制系统相关的硬件;根据设计要求,确定了上位机软件的功能组成和总体结构。其次,对上肢康复机器人进行了运动学和动力学分析,建立了上肢康复机器人的数学模型,进行了主被动控制研究。使用模糊自适应技术设计了被动控制器,并对被动控制器进行了给定轨迹的仿真分析。使用阻抗控制技术设计了主动控制器,建立了上肢康复机器人的Simulink/SimMechanics人机系统模型,对基于位置环阻抗控制和柔顺性阻抗控制两种控制器进行了给定力和轨迹的仿真分析。最后,在QPID半物理仿真平台上建立了上肢康复机器人半物理实验系统并进行了实验,验证了设计的主被动控制器的有效性。基于Visual C++6.0开发了上位机控制管理软件,建立了上肢康复机器人系统,进行了正常人康复训练实验,验证了上肢康复机器人系统的稳定性和可靠性。