人体上肢具备强大的取物能力和复杂的协调能力,在日常生活中有不可或缺的作用。由脑卒中引起的上肢运动功能障碍极大地损害了人体上肢正常功能,严重影响患者正常生活。随着脑卒中患病人数逐年上升,传统上肢康复治疗方案无法保证康复的高效性和持续性,上肢康复机器人为上肢康复提供了新的方法和思路。本文围绕一款外骨骼式康复机器人展开,针对其控制系统进行设计研究,主要工作如下:(1)确定康复机器人总体方案:基于人体上肢关节运动学分析设计康复机器人机械结构,根据康复机器人性能需求选型搭建硬件控制平台,按照现代软件工程学要求设计研发控制软件。(2)基于人体感觉模型提出人体上肢内部坐标和外部坐标,根据人体上肢自然运动数据,使用多输出支持向量回归建立内外坐标协调关系,进一步提出符合人体上肢运动规律的康复机器人运动学逆解算法。(3)根据所得逆解算法,结合上肢康复训练医学理论和临床方案,提出患者被动、患者主动、ADL三种康复训练策略。(4)设计多种实验方案对所得康复机器人总体可用性与稳定性、运动学逆解准确性与实时性以及三种康复策略实用性进行分析评价,证明了康复机器人的设计研发满足临床康复医学需求。本文所做研究工作在康复机器人控制系统研发、冗余运动链逆解算法和康复策略方面均具备一定创新之处:实现了实时部分与非实时部分分离的康复机器人控制系统,提出了符合人体上肢运动规律的康复机器人运动学逆解算法,设计了符合现代康复医学要求的康复策略。