由于我国脑卒中患病率的增加，脑卒中患者早期康复训练治疗越来越受到重视，其主流是利用中枢神经系统的可塑性，通过运动训练使患侧出现相应的反应，改善肌肉张力，建立神经系统新的组合关系。然而依靠理疗师对患者进行手动康复训练不但效率不高，而且康复训练效果主要取决于理疗师的经验。随着机器人技术的不断发展与进步，穿戴式外骨骼机器人技术的研究不断取得突破。这使得将其应用于脑卒中患者早期康复训练治疗成为可能。利用外骨骼机器人取代传统理疗师来指导患者实现康复训练，有助于患者康复训练进程的科学定量化管理，解决康复训练理疗师资源不足的难题，让脑卒中患者都能得到足够的康复训练。同时，相比于兴起较早的基于活动平板的悬吊减重式康复训练外骨骼，直立步行下肢康复训练外骨骼能更好地辅助脑卒中患者实现下肢康复训练。因为在直立行走的条件下，患者才能真正感知正常步行，而不是在跑步机上的原地踏步行走。然而，这种直立步行康复训练的方式相比悬吊减重条件下在跑步机上的行走更具有挑战性，对康复训练外骨骼的设计和控制提出了更高的要求。因此，研究直立步行康复训练外骨骼机器人关键技术具有重要的科学意义和广阔的应用前景。论文以步行下肢外骨骼机器人的穿戴舒适性为研究重点，分析人体下肢髋关节、膝关节和踝关节的生理机构和运动特征，提出人与外骨骼关节自适应匹配的几个关键技术和难点并具体展开研究。　　论文首先围绕人体正常步行过程中下肢关节运动机理进行了集中讨论，分析了下肢髋关节、膝关节和踝关节生理机构和运动特征，通过对人体下肢步行运动学建模，建立了下肢各关节与人体下肢末端之间的关系式，并通过参考利用现有的关节转动中心方法——功能检测法，结合基于光学运动捕捉技术的人体关节运动实验，分别计算得出人体髋关节和膝关节的转动中心位置，并验证前者不是简单的球窝关节后者也不是简单的定轴转动关节，关节转动中心位置数据为外骨骼运动自适应匹配髋关节和膝关节设计提供理论依据。　　利用分析计算得出的人体髋关节与膝关节运动特征参数，通过优化设计使得外骨骼在辅助患者实现步行康复训练时，其机械关节能良好地复现人体对应关节的运动轨迹，从而包容人体关节的运动特征，使得人机耦合运动过程中不产生相互干涉。建立下肢人机闭式链动力学模型，结合SimMechanics仿真计算得出大腿处和小腿处人机接触力值范围以及其与接触点位置关系，为人机交互实验提供数据支持。　　通过人机交互力测量实验，对比运动自适应匹配外骨骼关节和传统设计外骨骼关节对人体下肢接触力以及关节内力的影响，验证了关节优化后的外骨骼对穿戴舒适性的提升。在人与外骨骼关节完美匹配的基础上，考虑由于皮肤组织及柔性绑带等原因导致的人与外骨骼关节匹配存在一定偏差条件下，外骨骼穿戴舒适性的变化。以分析研究外骨骼关节匹配影响因素为目标，提出了关节匹配连杆尺寸和外骨骼步行速度两个影响参数。利用步行康复训练实验采集相应接触力数据，通过分析实验结果来验证上述两个影响参数对人机关节匹配的影响作用，从而总结出关节匹配连杆尺寸和外骨骼步行速度对外骨骼穿戴舒适性的影响规律。　　基于外骨骼运动自适应匹配关节优化设计理论和外骨骼人机关节匹配实际规律，从工程设计角度出发，对关节自适应匹配下肢步行康复训练外骨骼机器人系统进行了设计使得结构设计符合人体工程学要求，且保证在各种误操作及意外情况下都能保证穿戴者的安全;运动控制上能严格匹配人体正常行走步态，确保对患者步行时各关节运动角度的精确引导。并从机械结构设计、运动控制和人机交互运动实验等方面对下肢步行康复训练外骨骼系统的关键技术进行研究，优化改善人与外骨骼在交互运动过程中的舒适性。利用零力矩点稳定性判据，通过SimMechanics仿真优化了步行康复训练外骨骼行走的平衡稳定性，并结合功能论证实验和穿戴步行实验验证了下肢步行康复训练外骨骼的可靠稳定性。为今后更加深入研究和推广康复训练外骨骼机器人提供可靠的理论依据和技术支持。　　本文提出了一种基于运动自适应匹配关节的下肢步行康复训练外骨骼，系统地阐述了其设计原理和设计方法，通过人机交互实验验证了其对人机关节匹配的促进作用，有效改善了外骨骼的穿戴舒适性。