下肢外骨骼助力型机器人是目前机器人技术中一个全新的领域。有别于传统的双足步行机器人，它采用仿人设计，需要人体穿戴，通过驱动器模仿人体运动，从而减少人体运动过程中的体能消耗，以达到助力的目的。将外骨骼助力机器人理论应用于康复领域，便是外骨骼康复机器人的雏形。相比于助力型机器人，康复机器人需要考虑的因素更为复杂：由于穿戴者是四肢无力的患者，因此在安全性以及控制方面都有别于助力型机器人。目前，国内外对于外骨骼康复型机器人的研究尚处于实验室研制阶段，还没有大规模地产业化。因此，对相关问题的研究有很大的理论意义，相关的产品也将获得越来越高的市场价值。本文的目的是设计这样一套下肢外骨骼机器人：它采用拟人化可穿戴设计思路，通过驱动机器人关节的运动从而带动人体关节的运动，主要用于瘫痪、偏瘫、截瘫以及下肢无力的患者的步态康复训练。本文基于对国内外现有研究成果的充分调研，并结合现有的实验室条件，充分考虑到第一代样机作为理论研究和最终市场化的过渡产品的要求，构建了整套系统的总体方案和技术指标。基于人因工程学理论，通过对人体下肢解剖结构的理论研究以及人体测量尺寸和人体惯性参数的计算，确定了第一代样机的整体框架结构及尺寸，并由此选择了合适的驱动方式以及安全限位方式。使用Pro/E软件绘制出第一代样机的三维结构，经过加工获得了第一代物理样机。考虑到现有实验条件，对人体自由度进行简化，建立人体下肢D-H模型。同时，只考虑矢状面的运动，进行人体行走步态实验，划分步态周期，为动力学建模奠定基础。将人机系统简化为5杆模型，基于坐标转化理论，对整机结构进行了运动学建模。充分考虑到人体及外骨骼整体的质量、质心位置及转动惯量，建立了下肢外骨骼康复机器人的动力学模型，使用拉格朗日建模法进行动力学分析，并由此得出了行走过程中各个关节的力矩数据。第一代样机的组装及实验成功表明：本设计方案的各方面指标均能满足设计要求，其中涉及到的理论及数据为后续更深入的研究奠定了基础。