本发明提供一种三自由度展腿机构,其包括椅背、升降模块、U形展腿模块组和腿连接板,其中U形展腿模块组,包括L型连接板和结构相同的左展腿模块、右展腿模块。升降模块固定在椅背第一侧面的中下部,U形展腿模块组通过导轨滑块和升降模块连接。在升降模块中通过摇动手轮可以控制U形展腿模块组的升降,在展腿模块中通过两组直线驱动装置分别驱动移动滑块和展腿滑块,可实现对腿部连接板宽度方向和前后方向的位置调节。本发明可以在三个方向调节机械腿髋关节转动中心的位置,适应不同体型的患者,也可以分开调节左右机械腿的位置,适用不同情况的康复训练,也可以作为一个模块组合到任意一款坐卧式下肢康复机器人上。