目前全国脑卒中术后患者约有700万人,患有终身残疾的患者比例高达75%。脑卒中后遗症导致患者丧失部分肢体行为能力,降低了患者的生活质量,其中上肢比下肢承担着更加繁重的活动,因此上肢的康复训练比下肢更加复杂。针对我国脑卒中患者术后上肢后遗症的康复问题,本文研发了一款上肢康复机器人,主要对机构设计、运动学及机械臂控制等方面展开了研究。首先,根据大部分患者的上肢康复需求以及运动机理分析,基于安全性、舒适性及使用价值等要求设计了一款六自由度上肢康复机器人,该上肢康复机器人可完成肩、肘、前臂及腕关节的康复训练,针对不同体型患者调节臂长,训练过程中患者的手臂与机械臂之间的各零部件不干涉,可以提高患者训练的舒适性及安全性。其次,根据设计出的结构,利用D-H法对机械臂进行运动学正反解分析,完成了机械臂关节空间内矢状面直线运动、圆周运动以及空间直线运动的轨迹规划,满足位移平滑、速度及加速度连续的要求。再者,基于Simulink模块搭建了机械臂仿真模型,并进行了轨迹跟踪验证。由于机械臂模型并不是线性时不变系统,并且容易受到外界的干扰,因此为了增加系统的稳定性和减少外界的不确定因素,将模糊控制策略应用于PID控制,设计了模糊PID控制器。通过对电机的控制,提高了机械臂的响应速度。最后,搭建了上肢康复机器人的电气系统,测量了各个关节的运动范围;对机械臂传感器进行了标定实验,检测了正常运行中的工作精度;在空载条件下进行了轨迹跟踪实验,通过对比分析实验结果,证明该康复机器人轨迹跟踪精确度高,运行性能良好。