在世界范围内,数以万计的人由于各种病理导致四肢运动功能障碍,如中风、脊髓损伤、创伤性脑损伤、脑麻痹等,这种病症会影响人的一生。随着人们对这种患者的重视和科技的发展,康复机器人技术得到了空前的发展,为康复医疗事业做出了突出贡献。重心控制系统是应用于病人进行下肢康复训练的,如辅助病患在跑步机或者走步训练机上进行康复训练。重心控制系统可以减掉病人的部分体重,减少腿部支撑力量,在康复训练过程中类似于减少引力场,部分体重支撑辅助训练系统是最有效的康复方法。本课题为哈尔滨工程大学机电一体化实验室与昆山市工业技术研究院联合研究课题,整个研发设计均是在学校与企业的通力合作下完成,样机加工以及调试均是在企业完成,充分利用了企业的资源和学校的前沿技术,充分体现了产学研平台的优势,校企合作更有利于技术产品化。本文首先介绍了康复机器人技术在国内外的发展现状及发展前景,根据对重心控制系统的驱动方式以及结构方式比较分析,确定了步行康复训练机重心控制系统的结构方案和控制方案。为了保证减重系统能够安全可靠运行,对结构进行了强度分析和模态分析,防止系统运行时强度不够或者产生共振。其次通过对所选直流电机参数的查阅和测量建立了直流电机模型,并且应用Matlab中的Signal Constraint工具预定了速度控制器参数,并建立了重心控制系统的仿真模型,进行了速度闭环和位置闭环的仿真实验,验证了系统的可行性。最后根据控制系统,对关键硬件(电机驱动器、力传感器、信号放大器)进行了选择和使用学习,并且搭建了基于QPID的实验半物理仿真系统,结合样机进行了实验研究。通过Matlab控制程序和QPID实时运行调试,分别完成了速度闭环、位置闭环、力闭环的参数优化实验,并且在位置闭环和力闭环的基础上进行了柔顺控制算法的研究实验。实验结果表明控制系统性能达到设计要求,运行平稳可靠,可实现下肢康复训练减重功能。