踝关节骨折辅助复位康复手术机器人具有简化手术流程、提高康复效果、节约医护人力成本等特点,能够依靠单一设备解决踝关节骨折复位手术常规牵引与术后的代替医师的重复被动训练,同时由于设计了对不同年龄,性别,尺寸的患者的踝关节尺寸的调节适应机构,极大的规避了常规设备由于等效旋转中心不与踝关节生理模型的缺陷,有效的提高了康复效果。本文在对国内外相关研究成果的调研分析后,参考国内医院对踝关节骨折的手术与康复流程,提出并设计出一种4-RPUR构型的四自由度踝关节医用辅助复位康复并联机器人,并完成了此机器人全部的机械结构设计工作。同时也真对本论文提出的4-RPUR构型进行了系统的机构综合分析,包括此构型的运动学正逆解、速度关系、力关系、工作空间及影响因素、空间奇异性和刚度等性能。首先,分析了踝关节骨折辅助复位与康复机器人的需求指标,确定了机器人的机构构型与尺寸参数,通过机器人的性能与人体骨骼尺寸对构型参数进行优化,基于螺旋理论确认了机器人的运动自由度,验证了机器人机构驱动副选择的合理性。通过螺旋理论建立了机构的雅克比矩阵的数学模型,完成运动学分析与静力学分析,完成四自由度4-RPUR构型的综合分析,为之后的机械结构与整体系统设计打下理论基础。其次,对机器人的性能进行评价,利用空间搜索法计算并绘制了工作空间图像,分析机构工作空间对不同参数的敏感程度;基于螺旋分析机构的空间奇异性,提出机器人的奇异的判定指标并绘制奇异性图像;对机器人进行刚度建模,构建机构刚度矩阵并进行刚度分析,建立了灵敏度评价指标与刚度评价指标,绘制性能图谱,对图谱的物理变化规律与物理意义进行进一步分析探讨。最后,完成了踝关节辅助复位与康复机器人的整体的结构设计,包括标准件选型与校核和机器人零部件的设计与有限元分析,搭建了机器人样机测试与调试平台,完成了机器人控制系统的开发,开发了软件程序。利用实验平台对机器人进行验证性实验。验证了此前对此机器人的理论分析和仿真分析的正确性。