上肢康复机器人是近几年来迅速发展的一门新兴技术,是机器人技术在医学领域的新应用。本课题研究的是一种外骨骼式上肢康复机器人,它的各关节与人的关节相一致,可以模拟手臂的运动规律,使用时通过与患者上肢固定在一起,带动患者进行康复训练,使上肢有运动障碍的病人得到恢复。在对上肢康复机器人的研究过程中,运动学模型的建立至关重要。本文在坐标变换理论的基础上,对上肢康复机器人的运动学系统作了较深入的分析与研究,建立了康复机器人的正运动学模型,并推导出康复机器人运动学逆解,用微分变换法求解了机器人的雅可比矩阵,得到了末端位姿的微分变化同各个关节速度的关系。论文通过对上肢康复机器人机械结构特点及运动特性进行分析,将机器人简化为一个空间三自由度机械手,利用拉格朗日方程法,求解了三个关节的广义驱动力矩的解析解,并对结果进行了整理,得到了上肢康复机器人的动力学模型,为今后研究康复机器人的控制规律提供了理论依据。最后,应用Matlab仿真软件中的SimMechanics工具箱,按照实际机器人参数,建立了上肢康复机器人的运动仿真模型,并对其进行仿真。通过比较仿真模型中得到的运动数据与理论计算得出的数据,验证了本文建立的运动学模型的正确性,也为今后设计规划上肢康复机器人的康复运动轨迹提供了一个直观有效的环境。