在我国,人口老龄化的趋势在增加,患者存活率的提高也导致残疾率相应增加。然而,相应的康复治疗资源却非常有限,据统计,我国一线城市的医疗资源只能满足20%的急性康复需求,80%的康复需要回到社区。下肢外骨骼作为一种形如人体且可穿戴的辅助机器人系统,可以提高正常人的承载能力,扩展残疾人运动能力。该系统包括许多领域的尖端技术,如传感控制、人机交互和机械工程。如今,市场上的仿生腿主要用于人体假肢领域并且大多是被动的。因此在借鉴前人工作成果的基础上,本文研制开发一种混合驱动的下肢外骨骼机器人,并进行如下内容的研究:首先,确定了外骨骼机械结构和控制系统的整体方案。在结构上,设计一款基于直流无刷电机+电动推杆混合驱动的下肢外骨骼机器人,并针对真实人体行走时两腿各关节扭矩值的大小和实际的关节尺寸大小,对驱动系统完成相关的选型计算,同时,引入腰宽自动调节机构,使外骨骼机器人适合体型不一的人群。在传感系统的选择上,选择人机接触力传感系统作为外骨骼控制系统检测运动信息和判断运动意图的主要信息来源,并根据人机交互的特点,完成控制系统的总体设计。然后,以设计的下肢外骨骼机械结构为基础,按照D-H方法和MATLAB的工具箱建立外骨骼的运动学方程式并验证,为实现步态控制提供数据支持。采用新型的空间算子代数方法对简化的人体下肢模型进行动力学建模,从而解决了传统建模方法效率低下的缺点。在理论分析计算的基础上,通过对步态的规划利用ADAMS模拟出外骨骼实际的步行运动过程,从而进行运动学和动力学分析,通过对比驱动系统输出扭矩值与仿真结果输出扭矩值的大小,验证驱动系统设计的合理性。最后,为了提高外骨骼动作的快速响应性,对关节伺服系统进行数学建模,得到所选关节电机的转速控制传递函数,采用模糊自适应PID作为外骨骼的控制算法,以实现外骨骼各关节快速助力的效果。通过MATLAB和ADAMS交互式联合仿真,其结果表明:各模糊PID控制单元可以在实际机械系统中并行工作,并具有良好的协同效果。并根据需要对足底压力传感器等相关力传感器进行选型,对主控制器电路、反馈检测电路、控制手表电路以及蓝牙通讯电路进行设计,采用模块化思维设计外骨骼软件系统的程序流程。