随着科技在医疗技术领域的不断发展,脑卒中等重大疾病致死率不断下降,但后遗症引起的肢体残疾患者却逐渐增多,康复需求巨大。临床研究表明:对中风等导致的运动功能障碍患者,在病发后的前三个月是进行康复治疗,康复训练效果最佳,治疗总有效率达92.4%。因此早期的康复训练显得尤为重要。本文首先综述了目前国内外康复训练机器人研究发展现状,总结了目前康复训练机器人的不足和亟待解决的问题。拟设计一款三自由度上肢康复训练机器人系统,为上肢运动功能障碍患者提供康复训练。首先,通过对人体上肢运动基本规律分析归纳,建立人体运动学模型,结合人体上肢运动轴心线规律完成机器人整体运动方案设计及驱动系统设计选型。其次,通过D-H法建立参考坐标系及运动学理论模型,并进行正向逆向一滴血理论求解,然后运用Matlab软件完成正向及逆向运动学分析验证,并根据各项运动变量参数完成两种空间运动轨迹规划。然后,运用UG/NX三维建模软件完成机器人各个零部件三维建模及样机装配,并运用ADAMS软件对虚拟样机进行运动学及动力学分析,验证机械结构设计的合理性和运动学理论分析的正确性。最后,通过机械加工的方式完成机器人初代样机结构制作,采用STC89C52单片机控制步进电机驱动器实现电机正反转,完成肘关节单个自由度的控制系统硬件设计,实现肘关节康复运动功能控制。通过上述的工作,我们完成了康复训练机器人虚拟样机的分析及机器人运动学理论分析,并完成了机器人单关节运动控制系统设计及初代样机整体结构设计,为后续的多关节复合控制提供了理论及数据支持和开发平台。