下肢助力外骨骼机器人作为一种助力人体下肢运动的辅助装置,主要涉及到控制学、机械学、材料学和仿生学等多门学科,在军事、医疗、工业、救援等领域得到了广泛的应用。近年来,随着社会的发展及老龄化的加剧,下肢助力外骨骼机器人拥有了更广阔的市场前景,面对这一机遇,本文在调研了国内外下肢助力外骨骼机器人发展状况的基础上,设计了一款骑乘式下肢助力外骨骼机器人,它不仅可以通过骑乘的方式减轻人体站立时的负担,还可以在人体运动时给人体下肢提供辅助力,使人体运动更加省力。本文的研究不但能提高年老体弱群体的幸福指数,还对解决资源短缺和人口老龄化带来的社会问题具有重要的现实意义。本文基于设计的骑乘式下肢助力外骨骼机器人,查阅了大量文献资料,对下肢助力外骨骼机器人的关键技术与技术难点进行研究分析,并重点研究了下肢助力外骨骼机器人的运动控制问题,研究期间主要完成了以下工作:（1）根据人体下肢运动生物力学和人体解剖学,结合人体下肢的生理结构和运动特点,对骑乘式下肢助力外骨骼机器人的机械结构作了简要分析,确定了外骨骼机器人的基本参数;通过Solid Works软件得到了外骨骼机器人的三维模型并确定了外骨骼机器人的助力方式,为接下来外骨骼机器人数学模型的建立与分析提供了有力的理论支撑。（2）根据人体行走的步态分析,将骑乘式下肢助力外骨骼机器人的单腿简化为一个5连杆机构,通过D-H参数法建立了外骨骼机器人的运动学模型,完成了运动学分析;在运动学分析的基础上,使用拉格朗日法建立了外骨骼机器人单腿支撑阶段的五连杆动力学模型,并根据此模型进行了动力学分析,为控制律的设计和控制算法的仿真验证提供了理论基础。（3）在外骨骼机器人运动学和动力学分析的基础上,设计了一种传统的模糊自适应控制器,对外骨骼机器人在助力人体时的摩擦力、负载变化和外部扰动等不确定性因素进行补偿,并通过仿真验证了该算法能较好的实现对人体运动轨迹的跟踪控制。（4）针对模糊自适应控制器在设计过程中存在构造自适应律函数困难和自适应能力有限的问题,提出了改进灰狼优化的模糊自适应控制算法,对模糊控制器的权值进行优化;为了提高优化的效率及精度,引进了两种方法对GWO（灰狼优化算法）进行改进,并将改进后的GWO算法成功运用到模糊自适应控制器中去;最后通过仿真,验证了其比传统的模糊自适应控制器具有收敛速度快、跟踪误差小和实时性强的优点。（5）为了更好的对下肢助力外骨骼机器人的运动控制问题进行研究,搭建了基于CAN总线的主从分布式架构的外骨骼机器人控制系统,将控制系统分为3层,实行了分散控制、集中管理的控制策略;基于此架构,根据外骨骼机器人的控制需求,分别完善了控制系统的主控制器、驱动模块、采集模块和电源模块的相关设计,为外骨骼机器人样机的搭建打下了良好的基础;最后,在Adams动力学仿真软件中对本文所研究的骑乘式下肢助力外骨骼机器人进行了步行仿真,证明了其能很好的跟踪人体运动,为人体下肢提供助力。本论文所研究的外骨骼机器人主要针对年老体弱以及有长期站立需求的人群,通过以上工作可以表明,本文所设计的控制算法以及控制系统达到了设计的目标要求,实现了使外骨骼机器人为人体下肢提供有效助力的目的,为日后进一步的研究奠定了基础。