脑卒中等脑神经系统疾病所引起的偏瘫常导致患者上肢运动障碍,严重影响人们的日常生活,给患者自身及家庭带来了不同程度的压力与负担,对社会造成了不利影响。肘关节的运动功能参与了人体上肢屈曲/伸展、旋前/旋后等活动,对其的康复训练具有很好的现实意义。设计便携式肘关节康复训练机器人,结合多种康复训练模式,能够促进患者神经功能重塑,解决康复训练过程枯燥乏味、耗费过多医师资源与成本等问题。本文在分析肘关节康复训练的背景意义与原理下,研制了一种便携式肘关节康复训练机器人。机器人采用锂电池组作为能量来源,设计合理的康复训练模式,利用穿戴式惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)传感器模块供患者自主执行康复训练,采用带谐波减速器的交流伺服电机作为康复训练机械结构的驱动来源,结合必要的人机交互功能,完成系统的整体方案设计。整套系统硬件上以STM32F407微控制器为核心,完成锂电池管理、电源电路、IMU传感器、伺服电机驱动、OLED显示、语音播报以及蓝牙通讯等模块的电路设计;软件上基于uC/OS-Ⅱ实时操作系统,结合硬件电路完成锂电池组剩余电量SOC估计、IMU传感器数据解析、伺服电机控制、康复训练模式切换、多种人机交互等功能的实现,充分发挥uC/OS-Ⅱ实时操作系统的优势,合理调度控制各模块电路,完成任务间通讯与数据交换,保证整套系统稳定可靠运行。论文在整套系统软硬件综合调试的基础上,通过实验测试了患者健肢自主训练患肢的随动性能,最终验证了整套便携式肘关节康复训练机器人的可行性。