对于老年人和下肢残疾的患者来说,坐立转换运动是一项巨大的挑战。这一过程需要足够的肌肉力量来为下肢各关节提供完成坐立转换所需要的力矩。在完成坐立转换的过程中,人体的质心会从稳定位置向不稳定位置移动,质心的移动需要肢体有足够的协调性。站立困难还容易导致老年人和下肢残疾的患者延长坐姿和卧床时间,从而引起肌肉萎缩、关节僵硬等并发症的产生,让他们的身体素质进一步减退。因此,独立完成坐立转换运动不仅可以改善老年人和下肢残疾患者的生活质量、帮助他们更好的融入社会,也是他们维持下肢肌肉和关节健康,减少并发症的重要手段。本论文选则了15名男性和15名女性健康受试者作为研究对象。对他们在不同扶手高度、扶手抓握位置和膝关节支撑条件下的坐立转换运动进行研究。对过程中人体下肢各关节的运动学数据和动力学数据进行测量。提出了一种二自由度串联式坐立转换辅助装置。将机构末端执行器轨迹与人体髋关节轨迹进行比较,进行轨迹追踪与逼近,让转移康复辅具实现预期轨迹。通过正逆运动学确定机构尺寸,通过动力学分析完成线性驱动器选型。随后对装置的整体结构和零部件分别进行设计,并利用有限元方法对装置的应力应变进行验证。最后进行了样机的加工制作与Arduino控制系统的搭建,并对样机进行人机耦合运动实验。采用三次样条拟合方法,拟合出3名受试者的人机耦合运动补偿规律,并对误差进行补偿,实现二次控制。坐立转换运动实验结果表明,在膝盖支撑的条件下,前侧扶手高度是坐立转换运动中影响下肢关节力矩的重要因素,扶手高度越高,膝关节和髋关节的力矩峰值越小。对两侧扶手来说,抓握位置主要影响膝关节和髋关节力矩峰值,膝关节在抓握位置靠后时的力矩峰值更小,髋关节在抓握位置靠前时力矩峰值更小。扶手高度主要影响整个坐立转换运动中的困难程度,扶手高度越高,困难程度越小。综合比较前侧扶手和两侧扶手条件下的下肢关节力矩峰值和困难程度后,最终选取前侧高扶手与膝关节支撑结合的条件用于二自由度串联式坐立转换辅助装置的设计。根据样机实验结果,二自由度串联式坐立转换辅助装置可以实现预期人体髋关节坐到站轨迹。