段倩倩，辛绍杰

（上海电机学院机械学院，上海 201306）

我国肢体功能障碍患者与康复医师数量严重不平衡，采用康复机器人辅助患者训练不可避免，上肢康复机械臂由此应运而生［1］。

上肢康复机械臂作为康复机器人的一个组成部分，设计时不仅要满足传统机械臂运动特性，还要考虑到人体上肢生理结构参数。机械臂是一个非常复杂的非线性和强耦合性的动力学系统。同时，人体单上肢是一个具有高自由度数的结构，若按照传统的设计模式，直接将样机加工出来再对其进行反复测试，会造成大量人力、财力和时间的浪费，而且很难提高机械臂的性能［2］。因此，很有必要利用虚拟技术建立虚拟的样机模型。样机的运动学和动力学分析可以借助仿真软件的优势，在虚拟环境中进行机械系统的联合仿真，以验证机械臂的设计是否满足预期的性能指标，减少物理样机的开发成本，提高研制成功率［3］。

在现有研究中，路光达等［4］利用Adams设计了一款针对手指康复的机械臂，通过对关节的运动学仿真证明了其可行性；于济群等［5］开发了一种4自由度新型外骨骼型上肢康复机械臂，并进行了运动学和动力学的仿真分析，证明了该机械臂可为患者提供有效的康复治疗；张辉［6］设计了一款6自由度上肢外骨骼型康复机械臂，能够全面模拟人体上肢运动，并适用于主动和被动康复训练，可以为患者提供有效辅助治疗。以上文献中上肢康复机械臂都是穿戴式设备，患者在前期训练时由于不可避免的机械特性影响，可能会出现冲击、卡顿等问题，缺乏灵活性，且康复动作完成程度也会因自由度设计不同而变化，不同自由度的选取配合也至关重要。……