康复训练机器人技术是近年来迅速发展起来的一门新兴技术,是机器人技术在医学领域的应用。辅助起立康复训练机器人是一种新型的康复训练机器人,通过人机交互的方式辅助人体起立,可以对截瘫患者、下肢有运动障碍的病人和老年人进行起立康复训练。有助于恢复残疾肢体的运动功能、增强肌肉强度、改善患者的心肺功能、减少并发症、提高残疾人群的生活质量,其良好的康复效果已为大量实验所证明。本文详细地综述了辅助起立康复机器人研究领域的国内外研究现状,以FES脚踏车的研究成果为基础,将功能性电刺激技术引入辅助人体起立训练中,进行基于FES的起立功能康复机器人的相关技术研究。根据患者进行主动康复训练和机械驱动辅助康复训练的设计要求,将人体起立生理特征与残疾肢体病理特征相结合,确定了基于FES的起立功能康复机器人的系统性能指标、结构形式及驱动方式,以实现位置控制和力控制两种控制模式为目的,完成了起立康复机器人的总体结构设计,并对主要零部件进行了强度计算和受力分析,解决了起立运动过程中坐垫水平运动技术难题。利用关节角度和关节力矩描述起立过程,建立了人体起立过程的运动学和动力学模型,推导出人体起立过程中关节角度和关节力矩计算式。通过实验室实际模型的求解,获得了关节角度和关节力矩随时间变化的关系曲线。结合人体的生理特征,建立了肌肉动力学模型,并对电刺激作用下截瘫患者产生的肌肉力矩进行了计算。对机器人的运动学和动力学进行建模分析,以实验室实际模型实验所得轨迹作为参考轨迹,运用ADAMS软件对机器人辅助起立过程进行仿真研究。将人机之间的相互作用简化为人机之间的接触力,在此基础上建立机器人动力学模型,求得力控制模式下所需的电机输出转矩,验证了电机选择的准确性和力控制模式的可行性。