下肢康复机器人系统利用机器人“不知疲倦”和可记录数据的特点,解决了传统人工减重步行平板训练强度不够、训练数据缺乏等问题,使理疗医师专注于康复效果评估和康复计划制定上,从而提高康复训练的质量和效率。目前,下肢康复机器人已成为国内外神经康复技术研究的重点。本论文对康复训练方法、人体步态仿真、下肢康复机器人机构设计、机器人步态协调等技术展开研究,具体研究内容如下:(1)利用人体运动仿真软件OpenSim建立了人体下肢肌骨模型,并对人体正常步态下的下肢运动进行了仿真,为仿生外骨骼式下肢康复机器人的设计和控制提供了依据。(2)建立了人体下肢四杆刚体模型,利用多刚体力学,对四杆模型进行了运动分析和动力学分析,从理论上解决了下肢康复机器人的控制问题。(3)结合人体工程学、仿生学和机构学等技术,设计了具有8自由度的仿生外骨骼机械腿。采用力矩电机和谐波减速器驱动,实现外骨骼机械腿髋、膝关节主动屈伸运动;采用柔性连接板解决髋关节的内旋/外旋,内收/外展的被动运动。运用UG设计软件建立了仿生外骨骼式下肢康复机器人的装配图,并对其步态协调问题进行了仿真分析,为控制下肢康复机器人模拟人体的步态提供了参考。本论文在以下方面进行了新的探索并取得阶段性成果:(1)利用人体运动仿真软件OpenSim建立了人体下肢肌骨模型,并对人体正常步态下的下肢运动进行了仿真;(2)下肢康复机器人髋关节的自由度设计,采用了柔性连接块提供两个被动自由度的方法;(3)分析建立了人体下肢四杆刚体模型;(4)对下肢康复机器人的步态协调问题进行了研究。本论文深入研究下肢康复机器人系统关键问题之——外骨骼机械腿,为发展面向应用的下肢康复机器人系统提供必要的依据,对开发成熟的下肢康复机器人产品具有重要的实际意义。