康复医疗机器人随着不断成熟的机器人技术成为当今机械工程领域最为热门的研究方向之一,其研究内容涉及到生物(力)学、人机工程学、康复医学、机器人学及计算机科学等诸多领域。手的运动功能是人类得以正常便利生活、学习和工作的基本保障。偏瘫患者及各种外力引起的手外伤是造成人手运动功能障碍甚至丧失的两个重要原因。而传统的康复训练治疗方式给许多普通患者及其家庭带来了沉重的经济负担和精神压力,因此,研究一种辅助患者进行自主康复训练的手指康复机器人显得非常有意义,具有广泛的社会效益。本文首先基于人手生物学特性分析,对人手的生物学结构、运动特性及自由度约束进行了研究,秉承“以人为本”的设计理念结合临床康复医学要求,制定了手指康复训练装置的设计原则和设计目标,选取了合理的训练模式,并对机械系统选择了合适的控制驱动方式及主要零部件。然后基于MATLAB平台利用D-H参数法对拇指和食指及其训练机构进行了运动学分析,并通过蒙特卡洛法对手指的活动空间进行了分析求解;接着在运动学分析的基础上利用第二类拉格朗日方程对食指的人机构型进行了动力学计算分析。最后基于ADAMS平台构建了食指及其训练机构的运动学虚拟样机,并将运动学仿真分析结果同基于MATLAB平台对其进行计算求得的总运动学方程结果作了对照比较,验证了运动学分析的正确性;接着对其构建了动力学模型,并以人手握拳/伸展过程中食指的运动轨迹为原型设定驱动参数进行了仿真分析,且仿真结果数据为电机的选型提供了依据。