许多人需要在日常工作和生活中进行长时间或远距离的行走运动,如护士、城市环卫工人、远足爱好者以及士兵等,长时间、长距离的行走经常会导致身体不适以及肌肉疲劳等症状,影响他们的工作效率与生活质量,长期性的肌肉疲劳更是引起肌肉组织损伤的最主要原因,而且肌肉组织损伤对人体运动机能的损害是无法挽回的。目前,我国对于治疗肌肉组织损伤的临床研究还比较少,虽然治疗肌肉组织损伤的方法颇多,但治疗效果均不理想。因此,为了对人体进行更好的保护,提高他们的工作效率及生活质量,研究一种便于穿戴、能够辅助人体下肢进行正常行走运动的装置十分必要。运动辅助功能是外骨骼技术的重要应用领域之一,外骨骼具有对人体运动过程快速跟随的能力,在不改变人体运动状态的情况下给人体提供辅助力,具有环境适应性好、助力充分的优点,用外骨骼辅助人体行走将会极大的提升人体的运动机能。欧美及日本等发达国家一直在外骨骼机器人技术的研究领域有着巨大的投入,并取得了一系列成果。而我国对外骨骼技术的研究起步较晚,技术相对落后,且多集中于康复用外骨骼领域。因此,本课题将开发一套结构简单、控制方便的髋关节助力外骨骼系统。本文深入分析了外骨骼国内外的发展现状,讨论了各类外骨骼的特点。本设计根据实际需要选择了合适的外骨骼自由度个数,并根据人体运动生物力学设计了外骨骼半被动式驱动系统。完成了髋关节助力外骨骼机械结构设计,主要包括外骨骼自由度个数的选择与布置、外骨骼与人体连接部设计。依据对髋关节的人体运动生物力学的分析,外骨骼驱动机构被设计为一半被动式驱动机构。在完成外骨骼机构设计的基础上,通过ADAMS对外骨骼的驱动机构进行了运动过程仿真,验证被动式驱动系统的效果。根据所设计的半被动式驱动系统的特点,设计了一种分阶段控制的控制方法,在后支撑相、前摆动相和过渡相采用SAC控制法,实现外骨骼对人体的跟随,仅依靠被动式驱动机构提供辅助力。在前支撑相和后摆动相采用输出力矩控制法,使外骨骼驱动电机输出合适的力矩,对人体提供辅助力矩。本设计选用TMS320F2812作为外骨骼控制系统的处理器,采用DSP芯片设计的控制系统具有运算速度高的特点,能够充分满足外骨骼系统控制算法对实时性的要求。最后,设计了外骨骼控制系统的硬件电路,包括DSP最小系统电路,双极性H桥驱动电路与电流检测电路。最后,搭建了外骨骼样机实验平台,通过实验验证了SAC控制器和输出力矩控制器的实际效果。