脑控技术是一种通过脑-机接口(BCI)发展而来的人机融合控制系统,是利用大脑的意识与思想作为控制信号源。下肢外骨骼是一种可穿戴式的智能机电系统,能够增强穿戴者的身体机能,完成一些特殊任务,而下肢康复外骨骼作为其中一种主要是辅助患者行走,完成身体康复训练。这两种技术的配合可以帮助由于大脑运动控制回路障碍而失去运动能力的患者通过脑电信号来操控外骨骼,帮助其进行康复训练,使其恢复一定的运动与生活自理能力,为他们带来新的希望,减轻社会与家庭的负担。本文首先介绍了人体下肢生理结构并进行了步态分析,据此确定了外骨骼各关节的运动范围与自由度分配,完成外骨骼结构设计和步态规划。建立了下肢外骨骼运动学和动力学模型,通过求解得到了各个关节的运动轨迹和关节力矩。利用Adams对下肢外骨骼进行了仿真分析,验证了外骨骼结构设计的可行性与建模的正确性,为驱动方式的选择、关节轨迹规划和控制系统的研究提供了理论依据。为实现对外骨骼的脑电控制,研究了脑电信号的获取与处理方法。选定了非侵入式的脑电信号采集方式,采用耳突参考(Ear Reference)进行去伪迹预处理,然后利用小波变换法获取最优的特征模式,为下一步BP神经网络分类处理提供特征明显的输入数据,以实现外骨骼不同方向运动的分类预测。设计了样本训练和实验测试,在对脑电信号的分类识别中取得了较高的识别率。进行了下肢康复外骨骼系统控制系统的构建。完成了PC端控制软件的设计,实现了通信、控制与监控等功能;建立了专用的数据库实时保存相关资料,为后期实现查看、诊断功能打下了基础;完成了脑电意图的识别;编制了AVR单片机的外骨骼控制程序。另外,开发了两套控制方法,即固定的执行训练计划与运用脑控仪器主动控制,满足不同的康复训练任务。依据上述要求,选择合适的硬件,搭建了下肢康复外骨骼实验平台,并对整个系统进行了响应速度与主动控制实验测试,对实验结果进行了分析,认为达到了预期目标。