随着年龄的增长,下肢肌肉能力逐渐衰退,致使老年人出现不同程度的下肢运动障碍;与此同时,脑卒中、脑血管等疾病也会导致患者出现运动障碍,因此研发能在日常生活中提高或恢复老年人及下肢步行障碍者独立外出行走能力的助行机器人变得尤为重要。现有的助行机器人大多为使用者在地面上手扶着机器人行走,容易出现跌倒问题,针对该问题,提出了一种足轮一体式助行方法,并围绕该方法完成了以下主要内容:首先,对人体步行运动进行了分析,根据人体步行运动特点,设计了由足行系统和轮行系统组成的足轮一体式助行机器人结构,并研究了机器人的控制方案和适用于不同步行能力的患者进行步态训练的控制方法。其次,进行了人体下肢的正运动学分析和机器人足行系统的逆运动学分析,并根据运动学关系,研究了由姿态传感器和足底压力传感器组成的步态信息检测系统;同时进行了关节角度测量试验以及步态分相试验,验证了步态信息检测系统的可靠性。再次,研究了足轮协调运动控制方法以及主动运动控制方法。足轮协调运动控制方法中,提出应用速比可调的协调运动数学模型实现了机器人轮行系统既能带动机器人和人体整体平稳地移动,又能体现出使用者训练步速的改变;主动运动控制方法中,应用复合控制算法,以期望位置为控制目标,实现了机器人踏板的轨迹跟踪控制。然后,研究了被动运动控制方法,应用Vicon设备获取的健康人步态和主动运动时自动存储的个性化步态两种步态信息来对使用者进行被动式步行训练。健康人步态轨迹规划时,对多周期的步态信息平均值处理,并用傅里叶函数建立了步态数据模型;个性化步态轨迹规划时,利用关键点样条插值,既保证了步态的在线自动插值,又保证了步态轨迹的顺滑性。最后,研制了足轮一体式助行机器人试验样机,进行了足轮协调运动试验以及主/被动训练试验,试验结果显示,所设计的助行机器人以及提出的控制方法,能够有效地保证人体在足行系统上进行主/被动训练,且机器人踏板的轨迹跟踪效果良好,同时轮行系统能够和足行系统平稳、可靠地协调运动,从而验证了足轮一体式助行方法的可行性。