下肢康复机器人在帮助截瘫患者康复训练过程中起到重要作用,极大缓解了传统人工辅助康复训练中理疗师任务繁重效率低的问题。本文在详细调查研究下肢康复训练机器人的基础上,综合各种机器人特点,提出融合坐、立、行三态辅助机器人的设计思路,研究并完成了该截瘫助行机器人的系统设计,同时研究了用于助行机器人控制策略的基于足底压力步态相位识别等内容。论文取得的研究成果如下:1.在分析国内外各种下肢康复机器人特点的基础上,进行人体运动特性研究。根据人体行走过程,划分了步态周期,为后面步态相位识别奠定基础;通过分析人体站立过程来分析人体运动空间,从而进行机器人结构设计;结合人机工程学,依据要设计的截瘫助行机器人要满足的功能要求进行主要尺寸参数的计算。2.面向截瘫患者站立行走的需求,提出融合坐、立、行三态辅助机器人的设计的思路,依据前述人机工程学参数完成辅助行走功能三自由度外骨骼结构设计和运动学分析,设计移动升降装置完成人体的站立功能,包括竖直方向外骨骼欠驱动的结构设计。为了满足在人体坐立过程中坐板的收放功能,在深入研究四杆机构的研究上,基于优化综合解法完成了坐、立姿态转换六杆机构设计,该设计为双曲柄滑块机构,采用遗传算法进行尺度综合,利用闭环矢量法对六杆机构进行了运动学分析,最后用Solidworks三维建模并进行运动仿真,结果验证了设计的有效性。3.对于截瘫助行机器人系统而言,在结构设计完成的基础上,基于人机交互的控制策略也是需要研究的重要问题。目前实现外骨骼机器人辅助行走的人机耦合系统的控制策略的制定关键在于人体运动步态相位识别。针对截瘫患者难以采用肌电、脑电信号识别步态的特点,本文通过搭建基于Arduino Mega 2560板卡和单侧鞋内布置8个薄膜式压力传感器的足底压力采集系统,采集正常行走和使用减重带不控制减重比例减重状态下行走的足底压力信息,并利用神经网络算法进行步态相位识别,识别率均满足了该状态下的模式识别的要求,证明该足底压力采集系统可以有效应用于外骨骼控制策略的制定。