随着人口老龄化程度的加剧,由于身体机能衰退而引发的脑卒中患者人数也逐渐增多。脑卒中患者在患病初期一般会存在肢体上的运动障碍,不仅影响患者的生活质量,同时也会造成家庭和社会的负担。而传统的物理治疗效率较低,使得以恢复肢体运动功能为目标的康复机器人成为了研究热点。同时,结合虚拟现实技术能带给患者沉浸式的康复体验,有助于提升康复效果。本文针对脑卒中等造成的患者上肢功能障碍,设计了一种两自由度气压驱动上肢康复机器人系统,包含主动和被动两种训练模式,并搭载了虚拟现实平台,旨在帮助患者完成肩、肘关节的运动功能恢复。首先对国内外上肢康复机器人的研究现状进行了分析,考虑康复机器人人机接触的安全性和柔顺性,选用气压比例驱动的方式对机器人实施运动控制。设计了比例调压阀控缸气动回路,选用PD+速度前馈的控制算法,实现了摆动气缸关节的位置伺服控制。然后结合康复轨迹的规划要求,设计了机器人关节复合运动的控制模型并进行实验,达到了较准确的轨迹跟踪,证明了控制算法的有效性和轨迹规划的合理性。同时,基于Unity 3D设计了虚拟康复训练平台,设计了四种以人们日常生活动作为原型的虚拟康复模式,能在患者完成康复动作时进行实时的视、听觉反馈,患者与虚拟对象实时交互,以实现引导式的康复训练。最后通过Simulink半实物仿真对实验样机进行实验验证,证明了气动关节伺服控制和多关节协同运动规划的有效性和稳定性。同时验证了康复训练模式的有效性以及康复训练场景通信的实时性。