近年来,全球范围内人口老龄化问题愈加严重,导致偏瘫在老年人群体中发病率增高,再加上交通事故、劳动损伤等因素使下肢运动功能丧失的人群数量逐渐增多。下肢包括髋关节、膝关节和踝关节,在人们的日常生活中起到重要的作用。由于之前的康复训练方式是利用专业性的康复人员对患者进行针对性训练,其主要问题是病人数量众多,而康复训练医师不管从数量上或是在康复效果上都面临着巨大的不足,另外是康复医疗设备的功能较为简易,所以国际上需要高效且功能完善的设备研究。针对下肢运动功能障碍性患者的康复方式和助力行走的局限性,本文设计一种多自由度下肢外骨骼康复机器人,包括结构设计与控制方法。首先,对下肢的骨骼结构进行分析,整理出关节运动与其相互的关系,设计一种多自由度下肢外骨骼康复机器人,实现下肢10个自由度的康复训练,包括单肢的髋、膝、踝关节,自由度分布为2、1、2,完成直立、抬腿、髋外展、踝腰侧偏等多种康复训练和助力方式,设计尺寸符合人因工程学的标准。其次,对下肢外骨骼康复机构进行理论的合理性分析。创建髋、膝关节串联部分的D-H坐标系,结合代数法和改进的PSO优化算法求解该部分的正逆运动学解,建立踝关节并联部分的约束方程,通过数值法证明机构存在正确解。利用MATLAB、ADAMS对机构建模和运动学仿真,证明机构的合理性。再次,提取脚部各种运动的表面肌电信号并将其分类识别作为控制指令。利用Delsys设备提取了脚部各种运动的sEMG信号,并对其信号预处理操作,得到时域下的sEMG信号特征,组合其特征向量。通过LDA判别法、RNN、CNN三种分类算法进行数据分类,识别出输入的运动并分类,比较不同算法的分类效果,选择分类效果最好的CNN算法作为分类目标的算法,作为后续控制系统研究的前提。最后,介绍基于基础实验平台的各部分结构创新和踝关节的单独控制实验。通过基础实验平台的穿戴实验体验,具体地提出创新的三处结构,设计以嵌入式开发平台为基础的控制系统,并作为踝关节机构的单独控制系统,通过踝关节反馈实验,证明了该部分机构的合理性及后续研究的方向。