下肢外骨骼机器人是一种可穿戴式机器人,可将人和机器人结合在一起来加强人体关节机能。在军事、工业和医疗等领域,下肢外骨骼机器人的应用需求不断增加。为了使下肢外骨骼机器人能够提供更好的功能,国内外研究人员对下肢外骨骼机器人开展了相关技术研究,其中下肢外骨骼机器人的步态规划和控制是其研究的主要方向。在本论文中,设计了一款下肢外骨骼机器人,该机器人每条腿有4个自由度,其中位于髋关节和膝关节的三个自由度为主动,位于踝关节的一个自由度为被动。针对研究目标,本论文讨论了下肢外骨骼机器人的步态规划和控制策略。所设计的下肢外骨骼机器人具有稳定的步行轨迹,同时设计的自适应控制器能满足需求且稳定。本论文的主要研究工作概括如下:(1)针对下肢外骨骼机器人的步行运动要求,设计了一套下肢外骨骼机器人系统。该系统的结构具有拟人化设计、尺寸可调整等特点,可较好地适用于身材不同的人群。(2)针对下肢外骨骼机器人的步态规划问题,提出了一种结合ZMP稳定判据和多项式插值算法的步态轨迹设计方法。该方法参考了人体步态的基本特性,实现了步态的参数化表示,简化了步态的表示问题。(3)针对下肢外骨骼机器人的控制问题,设计了一款结合虚拟通道的模糊自适应控制器。该控制器结合了模糊逼近器和迭代学习方法,有效地处理了人机动力学模型的不确定性和周期性的外界干扰。通过在关节空间构建虚拟通道,可允许受试者在虚拟通道中自由运动,影响下肢外骨骼机器人的运动,提高主动参与度,以解决受试者在固定轨迹跟踪中参与度不足的问题。