随着人口老龄化社会的到来以及交通运输工具的不断增加,由于生理机能衰退或交通事故而引起的肢体运动型障碍患者的数量急剧上升,其中以膝关节运动障碍患者最为多见,这就为膝关节康复机器人技术的迅速发展提供了契机。由于人体肌肉与关节和韧带之间是相互关联的,人体表面肌电信号(surface Eectromyography, sEMG)与对应关节的运动状态以及相应肌肉的活动状态也存在有一定的联系,可用来反映人体关节和肌肉的不同状态。因此,将生物肌电与康复机器人相结合的肌电控制系统具有动作自然、仿生性能好等优点,能够在康复训练过程中提高患者的主动参与程度,进一步提升对患肢的康复训练效果。本文旨在研究和开发一种基于表面肌电信号的膝关节康复机器人控制系统,通过获取人体下肢肌肉表面实时的表面肌电信号,提取膝关节关联肌肉活动的特征信息,并借此控制膝关节康复机器人的供气压力,实现对受伤关节的力自适应智能康复训练。本文的主要研究工作如下：(1)对肌电识别人体动作的生理学依据,以及表面肌电信号的产生机理、特点和特征提取方法进行阐述,为后续的表面肌电信号的采集与处理以及表面肌电控制膝关节康复机器人的研究提供理论基础。(2)针对表面肌电信号信号微弱、信噪比低、易受周围噪声干扰、较难采集等问题,自行设计了表面肌电信号调理器。该信号调理器主要由两级放大电路和滤波电路两部分组成：前置放大器和后级可变增益放大器可将表面肌电信号进行适当倍数的放大；通过设计并合理安置高通滤波器、50Hz陷波器和低通滤波器,可有效消除表面肌电信号中混入的低、高频干扰以及国家电网产生的50Hz工频干扰。在表面肌电信号调理器的基础上,开发了基于LabVIEW的表面肌电信号采集与处理系统。该系统可完成对表面肌电信号的采集与实时显示、信号截取、信号回放、信号分析以及信号保存等功能。(3)针对不同的人体对象进行了下肢膝关节屈伸运动时表面肌电信号的采集实验,以验证所开发的表面肌电信号采集与处理系统的有效性。实验采集了膝关节康复机器人主、被动不同康复训练模式下的表面肌电信号,并对肌电信号的特征值提取技术进行了研究,为后续实现表面肌电信号对膝关节康复机器人的控制打下基础。(4)提出了基于表面肌电信号的膝关节康复机器人力自适应控制策略,搭建了硬件实验平台,开发了基于LabVIEW的软件控制系统。通过对不同阈值下表面肌电控制膝关节康复机器人的实验数据分析,验证了肌电控制膝关节康复机器人的可行性。