目前,我国因老龄化、交通事故、自然灾害(如汶川、玉树大地震)等因素造成的肢体损伤人数越来越多,及时、科学的康复训练对肢体康复起到极其重要的作用,康复训练机器人在提供持续、定量的康复训练方面有很强的优越性。本文研制一种下肢康复训练机器人,可为患者提供平地行走训练、上下楼梯训练、沙地行走训练等多种训练模式,可以满足多种步态训练的需要,具有广阔的市场前景。本文以康复机器人为研究对象,主要研究内容包括康复机器人机构方案和控制方案研究,人体步态测量及康复机器人运动学分析,康复机器人人机系统控制特性分析等,并研制了机器人实验样机,基于DS1103对康复机器人进行了不同路况、不同步速下的轨迹跟踪实验研究。在总结国内外下肢康复机器人的基础上,提出了一种康复机器人机构方案,机器人共有六个自由度,分为左步态控制机构和右步态控制机构,并且两者对称,单侧机构又由位置机构和姿态机构组成；通过左、右步态机构之间的运动协调控制,可以帮助使用者做不同路况下的行走训练。通过搭建的人体步态测量系统,得到了正常人在上楼梯、平地行走和下楼梯时的步态规律。对康复机器人进行了运动学分析和运动空间分析,将测得的步态轨迹嵌入到机器人的运动空间里,验证了机器人结构参数的合理性,并通过运动学仿真进一步验证了机器人结构方案的可行性。应用牛顿-欧拉法,基于MATLAB对康复机器人进行了动力学性能分析。通过列写机器人的运动约束方程和牛顿-欧拉方程,构成了机器人的约束矩阵方程,利用MATLAB工具箱建立了机器人动力学仿真模型,并对机器人跟踪直线和椭圆轨迹进行负载特性分析,为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据。对康复机器人人机系统的控制特性进行研究,并通过仿真实验对三种控制策略进行验证。轨迹跟踪控制实现人在平地、上楼梯、下楼梯三种步态的轨迹跟踪,使得轨迹跟踪的快速性、准确性均满足要求；在阻抗控制中研究刚度系数Kd、阻尼系数Bd、惯量系数Md对柔顺性的影响并得到变化规律；研究模拟沙土承压特性控制方法,并验证该方法的可行性和有效性。研制康复机器人实验样机,基于DS1103对康复机器人进行了不同路况、不同步速下的轨迹跟踪实验研究。结果表明,机器人实现了人在平地、上、下楼梯三种步态的模拟,步速、步长、承载能力和控制精度均满足康复训练的要求。