随着康复医学的发展和相关技术的进步,为减少康复治疗师在脑卒中患者康复训练过程中的体力消耗和提高康复治疗的训练效果,康复外骨骼机器人应运而生。康复外骨骼机器人康复治疗主要有两种模式:机器人辅助治疗模式和患者主动治疗模式。在主动康复训练过程中,物理人机交互的柔顺控制有助于保证用户的安全性与舒适性,提升人机交互运动协调性,提高康复训练的效果。为此,本文通过设计下肢康复机器人主动柔顺控制策略,实现受试者在主动康复训练模式下的人机柔顺控制,具体工作内容如下:首先,对本文中所选用的下肢康复外骨骼机器人的结构进行分析,得到该结构的几何模型,分别分析在笛卡尔空间坐标系下的运动学和基于欧拉-拉格朗日方程法的动力学,建立系统的运动学模型以及动力学模型,为下肢康复机器人物理人机柔顺交互控制提供基础。其次,为了解决人机交互力矩难以获取的问题,根据机器人关节机电耦合模型设计了人机交互力矩观测器。基于此,利用最速下降算法对人机不同步导致的轨迹偏差之和进行最优化求解,降低由人机不同步产生的人机交互力矩,得到基于当前用户的特定步态参考轨迹,然后进一步根据流场原理设计了辅助和引导程度可调节的控制策略,从而形成具有内外双环结构的控制方案,有效提高康复训练柔顺性的同时,实现机器人顺应用户运动意图的合理性。最后,在人机交互力矩观测器与基于用户意图的自适应轨迹控制算法得到仿真验证的基础上,设计并搭建了下肢康复外骨骼机器人物理交互柔顺控制实验系统,进行了单侧关节物理交互柔顺控制试验,验证了本文中下肢康复机器人实验平台和所提控制策略的有效性和可行性。