表面肌电信号(surface electromyography signal，sEMG)是利用表面肌电电极从人体皮肤采集到的一种可以反映人体神经肌肉活动过程的生物电信号，在临床医学领域与康复医学领域中具有重要的应用价值。本文以sEMG为基础，针对偏瘫患者的单侧肢体运动能力障碍的特点，设计下肢康复机器人膝关节运动控制策略，使患者的自主康复成为可能。本文重点探讨sEMG特征提取、“sEMG—膝关节运动量”模型的建立及下肢康复机器人的肌电控制三个方面的关键技术。在总结sEMG的形成机理、特性、影响因素以及噪声构成的基础上，采用姿势采集与运动采集相结合的实验方法分别从股直肌头、股内侧肌头以及股外侧肌头获得高质量的sEMG信号。同时采用直接测量法采集膝关节角度数据。分析sEMG的均方根值、积分肌电值与平均功率频率，并利用均方根特征值分析股四头肌sEMG的信号特征。根据sEMG与膝关节运动之间的关联性，以选定的sEMG特征值作为BP神经网络的输入，处理后的膝关节角度信号作为神经网络的输出，建立“sEMG—位置”模型，实现由sEMG特征值对膝关节运动位置的定量识别。以位置模型为基础，运用微积分理论建立“sEMG—速度/加速度”模型，实现由sEMG特征值同其导函数对膝关节速度/加速度的定量辨识。最后，利用下肢机器人平台，采用阈值控制与模式识别两种方法设计下肢康复机器人被动控制策略，实现对下肢康复机器人膝关节的运动控制。利用基于响应阈值与复位阈值的阈值控制策略，实现下肢康复机器人膝关节的小角度微动控制；以“sEMG—位置”、“sEMG—速度”及“sEMG—加速度”模型为基础，实现对下肢康复机器人膝关节的跟随运动控制。