下肢外骨骼机器人是一种人机一体化机械装置,作为康复机器人的一个重要分支,可提供穿戴者支撑、保护功能并实现下肢部分力量的提升,目前国内外许多机构正在积极投入对人体外骨骼的研究。随着机器人技术及医疗水平的提高,下肢患者对康复医疗设备的的需求也不断增加,基于此,本文设计了一种穿戴式下肢外骨骼,可辅助行走障碍患者进行康复训练。本文首先对人体下肢生理结构及运动机理进行了深入的研究,并结合运动捕捉系统的步态参数实验数据,处理后得到人体正常步态下的运动规律及轨迹,为外骨骼机械结构的设计提供了重要的理论依据,并基于此提出了一种穿戴式下肢外骨骼系统方案。然后,对外骨骼系统进行了机构的运动学及动力学分析,主要内容包括:下肢的运动学正、反解,工作空间范围求解以及矢状面动力学分析,并将外骨骼并联化分析了外骨骼下躯干中心的工作范围,为后续的分析奠定了理论基础。接着,设计了气动肌肉以提供正向驱动力,根据几何物理模型分析了其压力变形规律,并制作了气动肌肉样件进行相关实验,以肌电信号作为控制和检测外骨骼系统相关参数的手段。在构型的膝关节结构处设计了可提供反向驱动力的柔性件,并对其进行了变形及力分析。最后,对外骨骼机器人进行了虚拟样机建模,并结合第二章的实验结果对虚拟样机进行了相应的动力学仿真,获得了外骨骼辅助情况下的关节处动力学参数。基于以上理论与计算结果,研制了穿戴式下肢外骨骼系统的原理样机并进行了相关实验。