国内外脑中风的发病率、致死率居高不下。随着经济的发展,现代医疗水平得到很大的提高,脑中风的死亡率得以减小。脑中风患者幸存后一般都出现上肢偏瘫、半身不遂等症状,这些病症的康复治疗费用成了患者家庭的沉重负担。目前,为了改善脑中风患者康复治疗的现状,国内外很多研究学者对上肢康复机器人进行研究。但是大部分康复机器人的驱动方式较为单一:一种是由电机、减速器通过齿轮之间的配合直接驱动各个关节,这种驱动方式让各个关节处的重量都相应的增加,使得各个关节驱动电机的负载增加。另一种是由电机与绳索配合驱动各个关节,这种驱动方式虽然让各个关节的重量减轻,但是相对于电机直接驱动,绳驱动的传动精度相对较低,传动不精确,不利于机器人的精确控制。本文提出了一种基于混合驱动的上肢康复机器人可以很好的解决这些问题。具体研究工作内容如下:首先,对绳驱动关节进行设计。设计一种新的绳驱动关节来代替传统的电机直接驱动上肢康复机器人的腕关节,减轻了末端执行机构的重量,减小了前端电机的负载;依据绳驱动关节的原理对绳驱动关节的动力源结构、绳传动结构、驱动端结构、钢丝绳两端的连接方式进行设计,并对钢丝绳直接驱动圆盘槽轮方式从安装结构以及驱动原理上进行了验证;在此基础上对钢丝绳的预紧机构进行了分析,设计出了一种新型的钢丝绳预紧装置,解决了钢丝绳在安装完成后不能二次预紧的问题。其次,对绳驱动关节中的钢丝绳传动系统进行分析。通过对钢丝绳传动中弹性滑动现象产生的原因加以分析,找出改善弹性滑动现象的方法;通过对比带传动中的各种理论对钢丝绳传动进行受力进行分析,得出钢丝绳所受拉力的大小;钢丝绳在传动过程中不可避免的会受到摩擦力的影响,运用摩擦力补偿法对钢丝绳与绳外软管之间的摩擦因数进行试验研究分析,得出了钢丝绳所受摩擦力与负载之间的关系;依据钢丝绳的拉力以及摩擦力的大小对钢丝绳进行选型,确定钢丝绳的型号;应用ADAMS对绳驱动关节中的钢丝绳进行仿真分析,验证了理论分析的正确性,为混合驱动上肢康复机器人的研究奠定了理论基础。第三,对基于混合驱动的上肢康复机器人进行结构设计。通过对脑中风导致的运动功能障碍分析,得出脑中风患者的上肢对应的康复训练,为机器人的结构设计提供康复理论基础;通过人体上肢解剖学对上肢肩关节、肘关节和腕关节的结构以及活动空间进行分析,确定各个关节的活动范围,为机器人的设计提供运动理论基础;在此基础上对机器人的各个关节进行设计,并使用Pro/E完成整机的设计。第四,对基于混合驱动的上肢康复机器人进行动力学分析。应用拉格朗日力学法对机器人系统进行动力学分析,得出了各个参数的求解方法;应用MATLAB绘制匀速状态下机器人的各个关节理论力矩曲线,应用ADAMS仿真出在同样条件下机器人的各个关节仿真力矩曲线,将两种力矩曲线进行对比,验证了理论分析的正确性;利用ADAMS进行匀加速状态下的仿真分析,得到了驱动力矩;在此基础上,确定电机、电机适配驱动器等部件。最后,对基于混合驱动的上肢康复机器人进行试验探究。将设计的机器人进行加工组装;对混合驱动绳驱动关节部分进行试验,验证了钢丝绳传动中的设计与选型的正确性;对整机进行动力学试验,验证了仿真力矩分析的正确性。