下肢康复机器人能够为脑卒中或某些意外事故导致的下肢偏瘫、灵活性较差的患者提供康复训练理疗。利用康复机器人可以实现精确控制、运动训练及在线评估,很大程度上提高了康复训练的效果。六自由度并联机器人具有刚度大、累积误差小、定位精度高、负载能力强等优点,在空间对接运动、隔振、模拟驾驶、康复医疗设备中得到了广泛应用。将并联机器人应用在下肢康复医疗领域,一方面可以将康复医师从繁重的手动训练中解放出来,另一方面帮助患者进行科学的训练、辅助其恢复运动机能。本文研究了下肢康复过程中的轨迹规划、高精度位姿控制及柔顺力控制问题,可实现有效的康复训练和多种康复模式。主要研究工作如下:(1)建立人体步态信息数学模型并进行步态规划。基于视频捕捉系统建立人体步态数学模型,获得人体膝关节、踝关节和脚心数据。采用三次样条函数进行轨迹规划,保证速度、加速度过渡平滑,防止对患者造成二次损伤,并根据机器人的运动学逆解得到了工作空间和关节空间内的轨迹、速度和加速度信息。(2)并联康复机器人的位姿控制研究。为了保证在康复运动中步态轨迹跟踪的精度且提高系统的稳定性,采用非奇异终端滑模控制,结合具体动平台参数和指数趋近律的思想提出合适的控制律,在该控制律下,通过Lyapunov稳定性定理证明康复并联机器人系统的稳定性并且从理论上可以保证轨迹跟踪误差在一定时间内收敛为零。(3)并联康复机器人的柔顺性控制研究。采用导纳控制来进行柔顺性康复训练,对导纳控制的三个关键参数进行分析,并探讨其对力控制性能的影响,在此基础上提出变阻尼的导纳控制。利用s型函数来达到变阻尼的效果,提高暂态性能,防止力超调,保证了康复过程中不会因为力的突变和超调对患肢有损伤。通过以上的研究,可以有效地获取人体正常步态信息,得到理想的康复训练轨迹。仿真和实验结果表明非奇异终端滑模控制能够有效地保证轨迹跟踪的精度与系统稳定性,而变阻尼导纳控制在力控制中具有响应快速性和小的超调量,动平台能够有效地根据人机接触力来调整实际轨迹。