当前我国人口老龄化的日益加剧导致脑卒中偏瘫患者的数量急剧增加,随着生活水平的提高,患者对于康复的需求也在不断增加。而我国康复治疗师数量严重不足且市面上康复装置大多价格昂贵。基于此背景,本文以脑卒中康复医学原理为基础,通过分析人体上肢的结构特点并结合国内外研究现状和医生的临床经验,设计了一款用于脑卒中偏瘫患者上肢康复的多自由度神经康复机器人。该上肢康复机器人能够协助脑卒中患者进行三维范围的康复训练,让更多的患者可以改善和恢复肢体功能。论文的主要工作和研究成果如下:（1）论文首先从脑卒中导致偏瘫的原因和运动训练能够促进脑卒中后神经系统的可塑性出发,说明了康复运动训练对于恢复脑卒中患者的肢体功能具有积极的意义。同时,文中对人体上肢进行了解剖学分析,对上肢各关节的结构特征及运动形式进行了较为详尽的阐述,为上肢康复机器人系统的设计提供了思路和指导。（2）从康复训练的安全性、舒适性、运动规划的科学性以及装置的通用性和经济性出发,对多自由度上肢神经康复训练机器人的各部分机械结构进行了设计,该机器人具有五自由度,能够协助人体实现上肢七自由度动作,其中利用一个驱动元件实现了肩肘关节联动屈伸两个自由度动作,减少了驱动元件的数量,并设计了重力补偿机构,使得驱动功率降低并减少了能耗。（3）对各部分机构进行了运动学和动力学计算分析,为电机的选型和参数化设计提供了依据。建立了上肢康复机器人正运动学模型,基于蒙特卡洛法对康复机器人的运动空间进行了求解分析,采用Workbench对关键零部件进行了静力学分析保证了结构强度。同时利用ADAMS对康复机器人进行了运动学和动力学仿真分析,保证了运动过程的平稳性和驱动元件选型的合理性。（4）进行了上肢康复机器人控制系统的搭建,采取了外环导纳内环PID的控制策略。针对患者不同的康复阶段分别设计了对应的康复模式,并基于MCGS一体化触摸屏完成了人机交互界面的设计。（5）根据设计的三维模型搭建了上肢康复机器人物理实验样机,并进行了相关实验,实验结果证明康复机器人能够很好的实现单关节及多关节康复训练,验证了上肢康复机器人机械结构设计和控制系统搭建的合理性。