根据2018年国家统计局1月18日公布数据,我国人口中六十周岁及以上人口24090万人,占全国总人口的17.3%。国际上规定,一个国家或者地区的六十周岁以上的人口占总人口百分之十以上就属于进入了老龄化社会。随着我国人口老龄化问题日渐严重,针对于老年人的医疗卫生系统也面临着考验。脑卒中就是对老年人威胁最大的疾病,据统计目前中国每年有超过200万人死于脑卒中,脑卒中给家庭和社会造成了巨大的损失。发展康复机器人技术是为了帮助中风患者早日康复,目前在康复机器人技术的研究中,往往只是局限于所开发的系统本身,没有从人体生理结构与人机交互的角度去研究康复机器人。本文在查阅相关资料后,进行了以下研究:人体上肢模型的建立;上肢模型的运动学研究;上肢康复机器人的结构设计;上肢康复机器人轨迹规划;人机模型的仿真分析。主要研究内容如下:(1)根据人体上肢运动和生物力学的研究,以上肢刚体假设和解剖学为理论依据,在UG软件中设计了上肢的三维模型,并计算了上肢三维模型的运动学和动力学方程。(2)以人体上肢的生理结构特点为依据,在UG软件中设计出了智能上肢康复机器人的三维模型。为上肢康复机器人的轨迹规划和人机交互仿真的研究提供了理论依据。根据人体上肢三维模型参数,设计机器人的底座、连杆、运动等结构,完成了康复机器人的结构设计。利用UG软件对设计的康复机器人进行有限元分析,优化机器人结构。(3)研究了人体上肢各个关节的运动范围,以每个关节的单一运动为研究对象,在三维空间中分别计算出机器人关节与人体关节对应的运动方程。(4)以人机交互的结果为理论依据,在UG软件中以人体上肢三维模型和康复机器人三维模型为研究对象,结合本文的研究,对康复机器人相应的运动关节进行设置。使用UG软件的动力学仿真功能,验证设计的结构与运动方程能够满足人体生理结构及运动参数。本文的创新点:通过人体上肢三维模型的建立,计算出人体上肢的运动学,动力学方程。对康复机器人进行轨迹规划,得出的运动方程很大程度上依据三维空间中人机模型结合的运动轨迹来计算的,最大程度上贴合人体生理结构特点。最后用设计的人体三维模型与康复机器人模型组合成人机交互仿真实验平台,使用UG软件进行上肢康复机器人的动力学仿真,通过仿真结果分析是否满足设计要求。