随着当今科技的快速发展,外骨骼机器人作为一种人机一体化的机械装置,在生物医学、军事和民用领域都展现出了广泛的应用前景,对外骨骼机器人的研究就具有愈发重要的意义和价值。根据使用对象的不同可将外骨骼机器人分为三种类型:运动辅助型、步态康复型、负重增强型。其中运动辅助型主要针对的是下肢完全丧失了运动能力以及感知能力的瘫痪患者;步态康复型用于帮助运动障碍患者恢复肌肉力量和步态训练;负重增强型主要用于增强健康穿戴者的负重能力,也可减轻疲劳和损伤。本文研究并设计了一种新型用于辅助患者运动以及康复训练的可穿戴式助行机器人,主要涉及到机械结构和控制系统的设计,采用理论分析与仿真相结合的方法对其展开了一定的研究。具体内容如下:首先,对当前助行机器人的研究现状进行了总结,分析了现有助行机器人的优缺点。根据人体的运动特点对助行机器人的工作原理进行了分析,针对现有的不足之处,提出了一种新型的串并混连助行机器人机构,并完成了机构总体方案设计,该机构可兼具串联机构工作空间大和并联机构稳定性高的优点,各关节具体自由度配置如下:髋关节2个自由度(外展/内收、前屈/后伸),膝关节1个自由度(前屈/后伸),踝关节3个自由度。其次,对助行机器人各关节进行了具体结构设计。对髋关节的执行机构进行了创新设计,通过一个直线驱动副实现外展/内收运动,与传统方法相比结构更为紧凑,控制简便且降低了成本;基于并联机构的POC(方位特征集)理论,综合出了部分0T3R并联机构,并根据踝关节的具体特点,最终优选出了一种适用于踝关节的0T3R并联机构。然后,对助行机器人进行了运动学分析与仿真验证。采用D-H法对助行机器人进行了整体正运动学分析。特别的,具体对踝关节处的0T3R并联机构进行了逆运动学分析,并使用ADAMS进行了仿真验证,验证了逆运动学模型的正确性以及该机构的合理性。最后,在SolidWorks中完成了三维模型样机的装配,完成了样机零件的选购、加工,最终完成了实体样机的制作。同时选定了相应的驱动器和驱动电机,并对其原理、使用方法进行了阐述,为最终样机进行步态调试奠定了基础。