康复训练机器人可以针对瘫痪患者下肢进行行走功能训练,现在已经开始逐渐走向临床应用。这种康复机器人的目的在于实现患者的康复性训练,使患者的各种运动功能得到康复。目前下肢康复机器人大多采用传统的控制方法,智能化方面还有待提高。外骨骼机构在舒适性、人性化和安全性方面也有很多改进和提升的空间。以此为研究动机,本文设计了一款新型的下肢外骨骼机器人康复系统,在机械结构上引入了新的设计原理,在控制算法上引入了仿生控制机制—中枢模式发生器。本文的主要研究内容包括以下三个部分:1.仿生控制算法的研究:研究中枢模式发生器(CPG)的原理以及实现方式。构建了CPG的数学表达式,对CPG的方程组进行分析,实现参数设定。在MATLAB/Simulink仿真环境中对CPG的特性进行仿真研究,探索关键参数对CPG节律运动输出信号的影响。并分析了CPG控制的优缺点以及CPG在下肢外骨骼系统中作为控制器的功用。2.下肢外骨骼的设计:主要设计左右腿驱动机构,人重心及腿间距调整机构,高度调整机构以及系统支架。使用ANSYS软件的有限元对主要部件进行了校核分析。利用ADAMS和MATLAB软件联合仿真,并对CPG控制下的机构进行动态分析。3.实验样机系统的实现:主要完成了机器人外骨骼机构的加工,电机的选型与调试,硬件通讯与控制电路设计,上位机和下位机软件控制程序的编写以及人机界面的设计。最后,样机系统在三位健康的受试者上进行了测试。本文研发了一款新型的下肢机器人外骨骼康复系统,控制器采用了仿生控制算法CPG,使康复机器人步态能更接近正常人走路步态,期待能给瘫痪患者带来更好的运动功能康复效果。