我国是一个人口大国,但同时也是一个老年人口众多的国家。随着人年龄的不断增大,人体机能会逐渐的退化,进而导致无法独立的坐-站与行走,此时需要康辅机器人辅助老年人完成日常基本动作,提高其生活质量。与此同时,随着人年龄的不断增大,患老年疾病的概率也逐渐增大,脑卒中就是其中一种,其可以导致肢体运动障碍,如无法独立行走,无法独立坐-站。医学研究表明,对于患脑卒中的患者,必要的物理康复可以帮助其恢复肢体功能,进而帮助其康复。但我国康复医师数量较少,无法承担全部患者的物理康复工作。康辅机器人可以帮助康复医师对患者进行康复,进而有效的减轻其工作压力。康辅机器人可以帮助身体机能减弱的老年人,完成日常的行为动作,保证其基本生活;康辅机器人也可以帮助因患脑卒中等老年疾病导致肢体运动障碍的老年人进行科学、高效的物理康复,进而帮助其恢复机体机能。康辅机器人的设计需要考虑仿人性、轻量化等多方面的问题。本文首先需要找到健康人体坐-站与行走时的髋关节的运动轨迹。首先建立坐-站与步态行走对应的下肢肢段模型,然后利用惯性传感器测量肢段的运动数据,并利用卡尺测量肢段长度,之后分别建立坐-站过程与步态过程髋关节轨迹方程,最后得到髋关节的运动轨迹,并进行归一化。根据已获取的健康人坐-站与行走时的髋关节运动轨迹,设计下肢康辅机器人,其主要实现两种功能,辅助坐-站与辅助行走。辅助人体坐-站时,后驱动轮锁死,保持不动,前驱动轮与调姿电机同时运动,保证鞍座处运动轨迹与人正常坐-站时的运动轨迹相拟合,实现仿人助动;辅助人体行走时,调姿电机不动,后撑杆下臂与后撑杆上臂之间保持固定,前驱动轮与后驱动差速前进,保证鞍座处的运动轨迹与健康人行走时的运动轨迹拟合,实现仿人助行。完成机械结构的功能性设计之后,利用达朗贝尔原理对机械结构进行稳定性验证。完成机械结构的功能性设计与稳定性验证之后,需确定动力源运动参数。以拟合人坐-站轨迹为目标,确定调姿电机与前驱动轮的运动参数,并进行仿真验证;以拟合人行走轨迹为目标,确定前驱动轮与后驱动轮的运动参数,并进行仿真验证。最后进行机械结构的轻量化设计。首先分析机械结构的受力工况,确定其极限应力状态,即坐姿状态,然后对机械结构进行拓扑优化,依据拓扑优化的结果,对机械结构进行相应的改进。对于改进后的机械结构,以质量最小为目标,结构的许用应力与鞍座处的最大位移为边界条件,建立尺寸优化过程,完成机械结构的轻量化。