康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合。20世纪80年代是康复机器人研究的起步阶段,美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界的领先地位。随着我国社会经济的发展,对康复机器人的需求越发迫切,而我国在康复机器人领域的研究刚刚起步,诸多技术领域需要去探索。在此背景下提出了本课题,即外骨骼式下肢康复机器人构型及其运动学分析。本课题对康复训练方法、人体步态仿真、下肢康复机器人机构设计、机器人步态协调等技术展开研究,具体研究内容如下:(1)通过对人体下肢的解剖学生理结构和肌肉骨骼运动机理的研究,对人类的步行姿态的分析,规划出外骨骼式下肢康复机器人的设计方案,为人体外骨骼式下肢康复机器人的结构设计、行走规划以及数学模型的建立作铺垫。(2)进行外骨骼式下肢康复机器人的机械结构设计、驱动器的选择以及控制方案的制定,并简单介绍了髋关节和膝关节的设计及使用过程应注意的一些问题。利用UG软件绘制了一些重要零部件的三维实体模型图或二维平面图以及装配后的整机图。(3)运用D-H法对机构建立了运动学模型,然后利用Matlab软件中Simulink模块建立了单侧下肢机构的仿真模型并进行运动学仿真,验证运动学模型的可行性和正确性。(4)运用拉格朗日方法建立了机器人单侧机构的动力学方程,并将力与位置、速度和加速度联系起来,进行动力学建模和仿真。然后利用Adams软件,对模型进行动态仿真和分析,得到了髋关节和膝关节的力、角速度和角加速度随时间变化的曲线,为优化机构设计和驱动器型号的选择提供了参考依据,验证仿真设计的合理性