如今我国的人口老龄化日益严重,随之而来的是一系列的老年人身体健康问题。据统计,跌倒在我国老年人因伤致死的原因中占比最高,而跌倒的主要诱导因素是人的平衡感知能力不够。研究表明,自行车骑行运动与平衡感知能力有密切的联系,表现在人类平衡感知敏感性会随着车体倾斜方向、变化频率的不同而不同,具有明显的多维度矢量特征。因此,如果有一种原地不动的机构能以较高的还原度模拟骑行过程中的状态,就能很大程度上帮助操作者训练平衡感知能力。本课题从无人自行车平衡控制中受到启发,设计了一个既可以在横滚方向左右摇摆,还可以在车把部分左右转动的康复机器人系统。本文主要研究该康复机器人系统的测控平台设计,通过测控平台来驱动车体的横滚动作和车把转动可以高度还原自行车骑行状态,进而对人的平衡感知能力进行评测或针对性训练。主要研究内容如下:首先,建立康复机器人系统的坐标系并进行运动学分析和动力学分析;基于拉格朗日方程建立该系统的动力学模型,并通过逆动力学仿真对建立动力学模型过程的正确性进行验证。其次,将动力学模型进行线性化,然后对康复机器人系统状态方程的能控性能观性进行分析;分别设计PD控制器和部分反馈线性化控制器并进行数值仿真,比较分析每种控制器的控制特点;分别对每种控制器添加自抗扰观测器进行数值仿真,并分析自抗扰观测器对各控制器的影响。然后,根据去医院实地考察得到的医生的要求,基于物理样机进行具体功能的分析,并结合实验室以往的无人自行车实验数据设计康复机器人系统的技术参数;以技术参数为边界条件进行元器件选型,设计驱动接口板,搭建测控平台;根据各元器件功率及驱动电压的不同设计供电系统;设计测控平台具体的工作流程。最后,基于所设计的物理样机和测控平台的设计搭建控制盒;设计实验验证测控平台的可行性。经过设计的实验验证,课题所设计的康复机器人系统的测控平台可以完成预期的控制目标。