下肢康复机器人是一种辅助下肢运动障碍患者开展康复训练的自动化医疗设备。在老龄化社会中,它是解决医疗资源不足、人工训练效果差、患肢康复率低等问题的关键资源。目前,市场上的下肢康复机器人多以精密电机驱动为主,存在着刚性冲击大、柔顺性不足、康复体验差等局限性。而气动肌腱驱动的下肢康复机器人（简称气动肌腱式下肢康复机器人）则具有柔顺性好、安全性高、运动平滑、稳定性高、清洁环保等特点。但是,当前市场上缺乏这类实用性产品。因此,本文以气动肌腱作为驱动元件,研制适用于不同训练模式、不同康复阶段的下肢康复机器人,并对其关节建模与控制方法进行研究。主要研究内容如下:（1）分析、归类和总结国内外现有研究成果,提出一种气动肌腱式下肢康复机器人。结合人体下肢结构、运动特点和患肢康复机理,确定下肢康复机器人设计参数和总体方案,设计其机械结构和气压驱动系统。（2）建立下肢康复机器人的运动学方程,并求正/逆解,基于运动学方程和蒙特卡洛法对其工作空间范围进行仿真分析。利用MATLAB/Robotics Toolbox工具搭建下肢康复机器人结构仿真模型,分析其运动轨迹规划过程,验证其结构的合理性。推导下肢康复机器人的动力学方程,为后期样机的控制器设计奠定理论基础。（3）设计并搭建实验平台,制定气动肌腱特性实验方案。基于实验拟合法和理论推导法分别建立气动肌腱的静/动态数学模型。提出并分析PID和二阶自抗扰控制方法,开展阀控单气动肌腱位置实验,验证其控制的有效性,为选择关节控制方法提供参考依据。（4）研制气动肌腱式下肢康复机器人第一代样机,设计其控制系统,制定多关节控制方案,为后期样机控制研究奠定基础。搭建关节控制实验平台,通过阀控单关节仿真分析和实验研究,验证阀控单关节控制方法的可行性和有效性,为后期机器人多关节控制的实现奠定基础。