近年来,随着科学技术的日益发展,下肢外骨骼机器人作为一种可穿戴、人机交互式的仿生学产物开始进入大众的视野之中,外骨骼结构通过与人体下肢的结合,运动时与人体动作协调一致,可有效地降低穿戴者的体能消耗,辅助人体进行正常步态的行走。论文以此为目标,对下肢外骨骼机器人进行设计与研究。本文根据人体下肢骨骼结构、人体各关节转动范围的理论知识,利用SolidWorks软件对下肢各关节结构进行拟人化设计,并在各关节处选用气动平衡装置用以平衡结构自身所产生的重力矩,使其具有良好的穿戴效果和负载能力;运用遗传算法对液压缸和气动平衡装置的安装参数进行优化,使下肢结构设计布局更加合理,并经过优化计算得出液压系统所需的髋关节与膝关节处液压缸最优推动力;结合运动学的相关理论知识与所设计的下肢结构方案,建立D-H坐标系,并对模型进行了正运动学分析,得出了各关节连杆的齐次变换矩阵;建立单腿下肢外骨骼动力学模型,运用拉格朗日法进行动力学分析;利用ADAMS软件,对下肢外骨骼机器人整体结构进行了行走仿真分析,得出各关节角度和角速度变化曲线以及液压缸活塞位移和速度曲线,验证了下肢结构设计的合理性和行走步态的稳定性,然后对下肢外骨骼驱动液压系统元件和参数进行设计与计算。对下肢外骨骼机器人液压伺服控制系统建立数学模型,并通过MATLAB软件进行了液压系统动态性能的分析;利用AMESim软件对伺服阀和伺服控制系统进行了建模与仿真分析,得出了液压系统在不同系统参数和加载情况下系统的性能,确定了系统响应速度较快的系统参数,并在不同输入信号下得出液压缸活塞位移曲线,验证了所设计液压系统的响应特性与稳定性;并对整体液压伺服控制系统进行仿真,得出了下肢行走一个步态周期液压缸活塞位移曲线,达到了系统工作原理的设计要求,实现了精确控制行走步态的目的,进一步证明了所设计液压系统具有较好的响应速度与稳定性。