近年面向医疗康复训练的外骨骼需求不断增加,而针对上肢康复训练的外骨骼研究发展迅速。但传统的上肢康复外骨骼仍以刚性外骨骼为主,基于位置控制方法对患者进行持续被动运动(Continuous Passive Motion,CPM)康复训练。而采用力矩/位置混合控制的康复外骨骼研究较少。本文主要设计了基于串联弹性驱动器(Serial Elastic Actuator,SEA)的柔性关节,并开发了面向肘关节与肩关节的康复训练外骨骼样机。首先,根据人体自由度及运动仿真分析,开展外骨骼元件选型和SEA关键弹性体的设计;其次,开展柔性外骨骼结构设计,与控制算法设计;最后,进行了康复治疗模式运动规划与实验,并验证了外骨骼控制有效性。本文的主要研究内容有:1)设计了采用SEA的肘关节及肩关节的上肢康复外骨骼机构。通过人体上肢生理参数及运动仿真确定了元件选型,并根据运动仿真数据进行了SEA关键元件串联弹性体的设计。基于SEA原理进行了外骨骼机构设计并通过有限元方法进行了零件校核,开发了外骨骼实物样机平台。2)设计了柔性康复外骨骼机器人的力矩/位置混合控制算法并对康复治疗模式进行运动规划。针对力矩/位置混合控制算法设计了基于速度内环的力矩控制器以及基于力矩内环的位置控制器,实现了外骨骼的力矩/位置混合控制。基于Matland康复训练分级标准设计了外骨骼的运动规划。3)通过外骨骼实物样机进行了康复治疗手法的实验与验证。主要开展了位置跟随、力矩/位置混合控制;以及五种康复治疗模式等实验。对外骨骼的实验效果进行了分析,实物实验验证了上肢外骨骼的控制效果及康复治疗可行性。