助行外骨骼是一种可穿戴机器人,用于辅助人体下肢运动,广泛运用于医疗、军事和民用领域。在医疗康复领域,助行外骨骼用于协助截瘫患者完成康复运动,帮助患者在日常生活中行走和上下楼梯。目前助行外骨骼上下楼梯一般是固定步态,只能应用于康复场景下,上下固定尺寸楼梯,不能适应生活中不同尺度楼梯。因此研究在日常生活场景中助行外骨骼通过步态自适应的方式上下不同尺寸楼梯是有必要的。主要研究内容如下:提出基于动态运动基元算法框架实现适应多尺度楼梯的步态规划算法:针对外骨骼上下多尺度楼梯步态自适应问题。本文对固定步态上下多尺度楼梯的特点进行分析,确定除了有步态可调的需求外还要考虑上下楼梯辅助重心转移的需求。基此,依据测量的台阶位置和高度,实现适应多尺度楼梯的步态规划算法。该算法可以自适应的调整步态曲线并且在上下楼梯过程中,能够依据测量脚底压力中心位置改变执行步态曲线,间接调整重心位置,实现上下楼梯过程中对步态的可调与可控。实现上下楼梯策略与楼梯参数检测:为了在实际环境中实现助行外骨骼上下多尺度楼梯,本文设计上下楼梯策略,将其与适应多尺度楼梯的步态规划算法结合。为了解决上下楼梯步态算法的参数输入,本文实现基于激光雷达的楼梯参数检测。同时将上下楼梯步态分为第一步、第二步、支撑步三类,然后每类分别按照需要,对规划方法做适当调整。并对每一类的规划效果做了验证,同时要求步态能够依据楼梯尺度可调,能够改善上下楼梯的重心转移效果。本文在系统上实现楼梯检测以及步态规划算法,然后验证理论和算法的有效性并展示了实际的执行效果,包括验证在各种场景下楼梯检测的准确性、上下楼梯的重心转移效果、对比上下不同尺度楼梯效果以及上下同一楼梯的时间消耗来间接反映该算法的有效性。