随着社会老龄化形势加剧,养老助老已成为我国亟待解决的重大民生问题之一。年龄的增加导致人体神经、骨骼、肌肉系统的功能均产生不同程度的退化,并且由于免疫系统功能下降,使得老年人容易受到疾病困扰,其中脑卒中是老年人群中的高发疾病,并会造成患者不同程度的下肢运动功能障碍,对患者心理和生理的影响巨大。近年来,为帮助下肢运动功能障碍患者实现康复训练和自由行走,开发了较多的医疗辅助设备,其中康复外骨骼机器人成为国内外康复领域的研究热点之一。下肢康复外骨骼是人机一体化康复设备,理想状态下外骨骼不仅能为人体运动提供支撑与力量,外骨骼还应具备快速识别人体运动意图的能力,为患者提供安全、自然的康复训练环境,并且考虑到使用者为下肢运动功能障碍的患者,下肢康复外骨骼的质量应更加轻便、操作应更加智能。下肢康复机器人不仅能改善康复资源短缺的现状,也可减轻康复师重复、繁重的体力工作。目前下肢康复外骨骼产品普遍存在价格高昂、步态固定、操作复杂等问题,因此,开发具有能耗低、运动性能优良且功能多样化的康复外骨骼系统仍是下肢康复外骨骼研究中亟待解决的问题。本文针对脑卒中康复后期患者,以刚柔耦合的仿生下肢康复外骨骼为研究对象,以提供安全舒适的康复环境为研究目标,综合考虑人体下肢生理结构和病理性步态模式,设计安全舒适的下肢康复外骨骼机械结构,建立人机交互信息与运动意图识别的映射模型,进而准确地估计人体连续运动意图,提出以人为主的人机协同控制策略,从而实现穿戴者与下肢康复外骨骼的协同运动。基于目前下肢康复外骨骼机器人研究存在的共性问题,本文围绕下肢康复外骨骼结构设计、下肢连续运动意图识别和人机协同控制策略等问题展开研究,具体研究内容包括以下几个方面:（1）针对脑卒中康复后期患者的康复训练问题,提出了一种兼具柔顺化、模块化和轻量化的仿生下肢康复外骨骼机器人设计方法。基于人体运动解剖学理论,剖析了健肢步态和病理性步态特征进行分析,制定了下肢康复外骨骼的总体设计目标。根据人体工学和功能仿生学理论,给出了下肢康复外骨骼自由度分布关系,研制了助力关节,实现了下肢康复外骨骼结构本体。为保证外骨骼同时满足安全性和轻量化的设计需求,利用ANSYS软件对下肢康复外骨骼主要受力部件进行强度校核,并依据校核结果进一步优化机械结构。该设计方案提高了下肢康复外骨骼机器人运动过程中人机系统的协同性和安全性,降低了外骨骼的体积和重量。（2）在详细分析下肢康复外骨骼系统动力学的基础上,建立了下肢康复外骨骼系统数学模型,根据生物力学原理对人机耦合模型进行了合理简化。为评估和检验下肢康复外骨骼中柔性结构的传动性能,分别在离散和连续两种模式下开展了软轴传动试验,探究负载大小和软轴弯曲度对软轴传动效率的影响。采用虚拟样机技术搭建了人机耦合系统运动仿真平台,通过实验详细分析在步态周期情况下,下肢康复外骨骼驱动关节的物理性能,为原型样机的验证、驱动电机的选型和控制系统的搭建提供了理论依据。（3）针对下肢连续运动意图估计问题,提出了准确性高和鲁棒性强的神经网络预测模型。基于神经生理学原理,通过分析下肢运动意图的产生机理,探究不同运动模式中下肢肌肉与关节运动的相关性,并提出三种基于神经网络的运动意图预测模型对下肢连续运动意图进行估计。针对行走、上楼和踏车三种训练模式,通过采集s EMG信号和关节角度信号作为运动意图识别信号,利用统计学相关性检验知识,构建了下肢肌肉的sEMG信号和关节角度之间的相关性关系。选择相关性较高的数据作为预测模型的输入,开展下肢连续运动意图识别实验,对比实验结果验证了下肢连续运动意图预测模型的可行性、稳定性以及优越性。（4）为科学评价下肢康复外骨骼运动性能,构建了下肢康复外骨骼平台系统。研制了包括驱动系统、控制系统、传感系统和人机交互系统等子系统的下肢康复外骨骼硬件平台。为保障实验的安全性,首先,开展了外骨骼空载实验,验证了外骨骼的跟踪性能和动态响应性能;其次,提出了一种具有主动柔顺性的人机交互控制算法,以增加人机协同运动的舒适性,并进行仿真实验验证了算法的有效性;最后,针对行走和上楼两种运动模式开展下肢外骨骼穿戴实验,建立人机功效性能评价体系,基于客观指标和主观指标对下肢外骨骼的运动性能进行综合评估,实验结果表明本下肢康复外骨骼系统在人机交互性能和助力性能两方面表现良好。