人体下肢康复训练机器人是一种用于老人或者偏瘫患者的助行设备,是一种能够辅助下肢残障者行走的智能机器人。近些年,由于老龄人或下肢残障者数量迅速增长,社会对下肢康复设备的需求日益增加。随着科技的发展,智能康复设备的技术也不断得到提升,具有机器人化的下肢康复训练设备已经成为未来发展的趋势。因此,设计合理舒适的下肢康复训练设备对于帮助下肢残障病人重新恢复健康,回归正常生活,减少家庭和社会负担具有重要的现实意义。本文首先对下肢康复训练机器人的国内外研究现状与发展趋势进行了总结。然后依据机器人工作环境及下肢残障者对康复训练设备的要求,提出了本课题所研究的内容和方向——下肢康复设备训练机器人。设计了一种稳定、安全、可靠的机械结构系统,为进行结构优化,对机器人静态系统和动态系统的防倾覆稳定性进行了分析。通过对机器人移动系统进行运动学和动力学分析,获得了机器人的运动规律。通过人机交互系统实时地实现机器人自动向前向后、左右转弯、防超速、防摔倒等功能。在控制系统的硬件设计上,主要由控制核心电路、供电系统、传感器系统、电机驱动控制系统、外围设备模块等组成。使用高性能的ARM系列微控制器、直流有刷电机、驱动板、拉力传感器、避障传感系统、操纵手柄、无线遥控器搭建了系统的硬件平台。针对控制系统的软件,首先设计了系统的软件结构,分模块介绍了软件系统的各个组成部分,然后开发了基于模糊PID控制算法的直流有刷伺服电机速度控制。并使用MATLAB与ADAMS搭建了康复机器人速度控制的联合仿真平台,验证了所设计控制算法的有效性。最后完成了机器人装配调试工作,对设计的下肢康复设备训练机器人进行实验,通过分析实验数据,验证了机械结构的合理性、电气系统以及控制算法的有效性。证实了该系统具有可靠性高、实用性强、操作方便等特点。