我国已经进入老龄化社会,而老年人的常见疾病为骨关节炎,由骨关节炎引起的疼痛和功能障碍将会导致行走困难。本文提出开发可穿戴并联步行助力机器人,为老年人的行走过程提供减重助力和康复训练。本文针对国内外步行助力机器人的研究现状进行分析,发现其中大多数体积大、质量重、价格昂贵、难以维持平衡步行助力、且不能脱离实验室而行走于户外,因此需对步行助力机器人的平衡控制进行研究,并开发出便携式控制器。介绍了本研究的前期工作,以及对前期步行助力机器人的机械系统进行改进设计,主要包括自锁滑轨中解锁机构和测力鞋的设计。介绍了步行助力机器人的电气系统,包括电气系统的组成、电路图和气动原理图。对步行助力机器人的平衡控制原理进行了研究,通过细分人的步行周期,应用静态平衡行走原理,计算出测力鞋的压力中心和各个助力气缸的支撑力,并采用了支撑状态法和比例系数法计算出助力气缸的支撑合力。详细介绍了步行助力机器人的控制系统,硬件设计中采用ARM Cortex-M3的LPC1768处理器,并设计出最小系统电路和外围接口电路；软件设计中采用模块化编程,并设计出人机交互界面；最终开发出步行助力机器人的便携式控制器。应用Matlab和Simulink等软件,对步行助力机器人进行了仿真分析。建立地面反力模型、人体模型和步行助力机器人模型,最终得到人机一体模型。通过人体步行数据采集实验,采集到12个自由度的驱动向量。通过人体模型的步行仿真分析,证实了人体行走步态的稳定性和地面反力模型的真实性。通过人机一体模型的步行助力仿真分析,证实了步行助力机器人在实现减重助力的同时,也对人体的步态平衡造成一定的影响；采用比例系数法的控制原理,可以实现人机一体模型具有持续稳定步态的平衡行走。使用实验样机,在不同的控制方法和不同的减重重量下进行户外步行助力实验。详细介绍了实验过程和实验结果。通过实验,验证了机械系统的稳定性、平衡控制原理的合理性、便携式控制器的快速性和仿真分析的准确性。