随着我国人口老龄化程度持续加深,下肢运动功能障碍的老年患者对康复治疗服务需求呼声极高。然而目前传统康复治疗方法效率低、周期长,加上医疗设备匮乏,因此履步康复机器人的发展速度非常快,其研究与应用具有广阔的前景和市场。本文对一种履步康复机器人的设计与研究,主要内容包括:首先,基于人体工程学理论,结合运动解剖学研究人体下肢关节运动机理及尺寸测量相关数据参数,分析人体正常行走步态特征及正常步态周期关节角的变化,提供结构设计依据。其次确定履步康复机器人关节自由度和兼容性尺寸,对履步康复机器人的各个关节、腰部机构及相关执行机构进行详细的机械结构设计,并对驱动方式进行优缺点的对比,选出最佳的方案。再次,利用D-H法对履步康复机器人进行正、逆运动学建模,得出履步康复机器人各关节变量在空间中的位姿关系及运动学方程。基于MATLAB对履步康复机器人建立单腿仿真模型,验证模型的正确性并研究其运动过程。将履步康复机器人简化为三杆模型,采用拉格朗日方法对其进行动力学分析,得出履步康复机器人运动与作用力的之间的关系方程,由此得到各个关节的驱动力矩数据曲线,为结构优化及控制方法的分析设计提供基础。最后,对履步康复机器人的训练模式进行分析,建立控制目标动态数学模型,设计了单神经元自适应PID智能控制器,在线调整控制器参数以适应环境变化。并在此基础上引入模糊控制器构成模糊单神经元PID控制器,以模糊推理实时整定神经元的比例系数,从而实现对履步康复机器人准确的训练控制,并运用MATLAB/Simulink模块进行建模仿真,验证了其良好的控制性能。