减重康复训练机器人的研究贯穿了康复医学、机械、电子、计算机科学以及机器人学等诸多领域,是机器人领域的一个研究热点。很多患者的下肢疾病进入后期恢复期时,减重康复训练是一种常用的、有效的治疗手段。与美国、日本等发达国家相比,我国在康复工程领域的研究才刚刚起步。随着我国人口老龄化的问题越来越突出,国家逐渐认识到医疗器械辅具对老年人生活质量的提高有着重要的作用。因此,在十二五规划中国家加大对医疗器械辅具开发的投入,其中减重步行训练机器人是医疗器械辅具的重中之重。综上所述,减重康复训练机器人的研究具有非常重要的意义。本文在对国内外下肢助力机器人的研究情况及其不足进行了分析的基础上,提出了一种新型的减重步行助力机器人的设计构想。根据设计构想,确定了减重步行助力机器人的机械系统、控制系统和气动系统的设计方案,并开发出了机器人试验样机。其中,机械系统主要包括支架、带自锁功能的滑轨和脚踏板的设计、制造及装配。在机械系统中,带自锁功能的滑轨是整个设计的难点,也是本设计的创新之处。控制系统为气动系统提供控制信号,可提高减重步行助力机器人的平衡性和安全性。控制系统使用研华数据采集卡结合Matlab中的Simulink和Realtime Windows Target工具箱来编写控制程序,对减重步行助力机器人进行实时控制。气动系统包括了气缸、电气比例阀、电磁换向阀等元件,为患者提供支撑力。使用试验样机,进行了减重步行助力机器人的标定实验和实时步行助力实验。在标定试验中,利用标准重物对16个力传感器进行了标定,得出压力中心的测量误差为满量程的-1.9%,可以满足实验的精度要求。在实时步行助力实验中,确定了控制系统的最优参数,实现了最大减重比达56%的稳定的双脚减重步行助力。实时步行助力实验的记录数据和主观评价证实了设计构想是正确和有效的。