在康复医疗领域的各种实际应用中,康复机器人一直是该领域研究的重要课题之一,也是近年来倍受世界各国关注的前沿方向。多功能手臂康复机器人是辅助患者上肢模仿正常人手臂的运动轨迹来完成手臂的康复训练运动,具有广泛的研究价值和市场前景。本课题设计了一种新型的手臂康复机器人,对机器人结构进行研究设计,并对其运动特征进行研究。确定了机器人的总体方案,其中包括机械结构以及驱动控制方案,并对机器人的运动学和动力学特征进行建模分析,最后完成了仿真分析,验证该机器人结构的可行性。论文首先通过对上肢基本结构及运动形式的分析研究,提出了手臂康复机器人的功能要求,利用Inventor三维软件对机器人进行建模仿真,确定机器人的各关节尺寸、运动方式以及作业空间,同时使用AutoCAD对机器人进行二维结构设计。其次,通过对几种驱动方式的对比分析,确定了康复机器人各个关节的驱动方案。对机器人进行水平面和垂直面负载分析,计算电动机驱动力矩和功率,选择合理的电机驱动机器人,并完成直流电机的驱动控制设计。再次,将机器人结构简化为平面极坐标机构形式,创建其运动学和动力学模型,利用D-H法推导正逆运动学方程,利用拉格朗日法推导动力学数学模型。最后,利用MATLAB/Simulink建立手臂康复机器人的机构仿真模型,进行正逆运动学检验及末端轨迹规划仿真;完成基于M函数的正动力学仿真,得出各关节的位移/角度曲线,再通过SimMechanics对机构进行多关节仿真分析。