随着机器人技术在自动化领域的广泛应用,各项机器人技术逐渐成熟,机器人应用开始向自动化领域以外的行业延伸。康复医疗器械作为为患者提供康复帮助的重要医疗设备,引起了诸多科研院所以及医疗器械企业的关注。而上肢医疗康复机器人作为康复医疗器械中的一种,在帮助上肢运动障碍患者恢复运动机能方面提供极为重要的支持,因此本课题将对上肢医疗康复机器人展开相关研究。本课题采用一种外部穿戴式的上肢医疗康复机器人进行研究,它的运动关节部分与人的上肢关节一致。康复训练时,患者穿戴该上肢医疗康复机器人,机器人模拟上肢的运动规律协助患者上肢进行康复训练,最终使得存在上肢运动障碍的患者得到恢复。对于上肢医疗康复机器人的研究,首先需要对人体上肢的结构和功能进行分析,从而获得人体上肢的主要自由度及运动范围,同时结合康复训练的特点选择上肢医疗康复机器人的驱动系统及控制系统。接下来将根据总体的设计方案建立起运动学模型,本研究将上肢医疗康复机器人建立在一个三轴坐标系内,对上肢医疗康复机器人的运动学进行分析,并按照分析结果建立起上肢医疗康复机器人的运动学模型。通过对上肢医疗康复机器人的运动特点及机械结构特点分析,将其简化成为一个具有三个自由度的机械臂。根据建立起的运动学模型,使用MATLAB设计一段期望的末端轨迹并对机器人进行末端轨迹跟踪的仿真,在仿真的过程中观察其中的两个关节的角位移、角速度以及角加速度曲线变化情况,验证机器人运动的稳定及平顺性。接下来对上肢医疗康复机器人进行动力学分析,通过对机器人连杆间的速度传递分析及使用牛顿-欧拉迭代动力学方程建立起上肢医疗康复机器人的动力学模型。根据建立起的动力学模型,分别使用反馈线性化控制、滑模控制以及积分滑模控制进行仿真对比三种控制策略的差异性及优缺点。最后将“有限时间”纳入考虑,期望系统在有限时间内跟踪到目标轨迹。针对于外部扰动、未建模动态等不确定性利用扩张观测器技术,将其观测在控制器中直接设计补偿。同时考虑了有限时间跟踪误差收敛的特性进行轨迹跟踪控制仿真,确定系统的误差,验证本研究各项参数设计的正确性,最终为实际设计并制作的上肢医疗康复机器人提供重要的理论参考。