康复训练机器人技术是近年来发展非常迅速的一门学科,是机器人技术在医学领域的新应用。下肢步态康复机器人是其中一种,在跑步机的配合下,该机器人能模拟出正常人的步态,帮助病人按照正常的步态行走,形成良好的条件发射,进而不断刺激病人大脑中枢神经,达到行走康复目的。本课题的主要研究内容是下肢步态康复机器人控制系统的设计,在对人体下肢骨骼结构和相关医学知识进行深入分析后,设计出一套可靠性高、实用性强、轻便的下肢康复机器人控制系统。课题中,首先简要分析了国内外的下肢康复机器人的发展状况、提出了控制系统总体方案、分析了康复医学理论知识,并设计出了单腿外骨骼;其次,完成了硬件电路的设计和调试、下位机单片机控制程序和上位机LabVIEW监控程序编制;最后,对下肢步态康复机器人的控制策略进行详细地研究与分析,并通过实验对控制算法进行了验证和优化。大量实验结果表明,通过适当的控制策略可以有效地模拟出正常人行走的步态,验证了控制系统设计的稳定性、可靠性和实用性。控制系统选用Silicon公司的C8051F040高速单片机作为主控制器,C语言编写主控程序。监控设备采用界面友好的PC机,LabVIEW编写监控程序。同时利用了FTDI公司的并口转USB芯片FT245RL实现主控制器与监控设备的高速交互通信。并成功地把控制器局部网—CAN (Controller Area Network)应用到多关节机器人中的控制中,实现了更多关节、更远距离和更高速度的数据交互,为护理人员的远程监控带来了极大的方便。