康复机器人是目前智能医疗服务在截瘫、偏瘫患者上重要应用。其不仅可以减轻康复训练师繁重的康复训练任务、以及为患者提供更为科学的训练方案,而且还是组成智能医疗服务系统的重要环节。因此研发辅助截瘫患者恢复运动机能的康复机器人有着非常现实的意义。本课题以嵌入式的下肢康复机器人的实现为研究任务。首先研究分析人体下肢运动机理,根据人体解剖学讨论下肢主要运动结构,设计符合人体工程学的下肢外骨骼机械结构并加工制造了实验样机。再者针对空间位置坐标变换和通用旋转变换进行推导,分别对下肢康复机器人的运动学和动力学进行建模。运动学建模是根据实验样机结构,简化运动连杆机构且重点研究运动学逆问题。利用D-H法则描述空间位置,建立逆运动学模型。结合运动学模型,利用拉格朗日方程和动、势能公式建立下肢康复机器人动力学模型。基于上述研究,针对机械运动机构和人体下肢运动的轨迹跟踪,采用自适应迭代控制和滑模变结构控制算法,对二者都作了算法推导和稳定性分析。在重心轨迹跟踪上,提出基于重心投影算法,利用MATLAB仿真验证算法的正确性。根据康复训练的模式和康复医疗理论综合分析设计控制系统的结构组成。对控制系统中的控制器、传感器系统和运动控制机构都作了研究。对于控制器设计采用高性价比的ARM控制器,特别是在驱动电机系统采用了“一带多”的控制模式提高了集成度、降低了成本。同时,选择空心杯电机作为执行器减轻了机身的重量减低能耗。上位机界面则采用VB6.0进行编写,采集患者的训练信息为康复训练师的训练方案提供科学依据。最后,在搭建了测试平台上测试实验样机各部分系统的运行状态。采用滑模变结构算法对患者的运动轨迹进行跟踪,获得髋关节和膝关节的运动轨迹并对实验结果进行分析,符合设计要求并验证了控制算法的可行性和机械运动结构的合理性。