1、行走輔助訓練機器人是一種能夠幫助具有運動功能障礙患者和老年人進行輔助行走的康復訓練設備，在控制下肢髖關節(jié)、膝關節(jié)運動符合正常步態(tài)的同時，控制骨盆的運動規(guī)律，并與下肢步態(tài)相協(xié)調，從而實現(xiàn)訓練者自身平衡功能，達到更好的助行訓練目標。研究行走輔助訓練機器人對開展康復訓練技術、提高患者和老年人的生活質量具有重要意義，也符合國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要要求。
　　 本文在“863”重點課題“多功能助行康復機器人”項目資助下，針對行走輔

2、助訓練機器人的結構、系統(tǒng)機構學特性和控制策略進行了理論分析和仿真研究，并研制了行走輔助訓練機器人實驗樣機，基于dSPACE半物理仿真平臺對機器人進行了實驗研究。
　　 在綜合分析了國內外有關下肢康復訓練機器人和骨盆運動控制機器人技術的基礎上，提出了一種行走輔助訓練機器人，該機器人包括串并聯(lián)欠驅動骨盆運動控制機構和繩索牽引下肢運動控制機構，能夠實現(xiàn)下肢髖關節(jié)、膝關節(jié)運動控制和骨盆運動控制，且允許訓練者的主動性運動，使機器人更好地滿

3、足訓練安全性要求。
　　 針對骨盆運動控制機構，通過建立完全驅動情況下的系統(tǒng)運動學模型，規(guī)劃操作端運動軌跡，并對欠驅動情況下的控制輸出進行精度分析。在此基礎上分析了機構慣性對驅動特性的影響，規(guī)劃了期望軌跡下的驅動力矩，仿真研究了對中約束彈簧剛度和預緊力對骨盆運動特性的影響。針對下肢運動控制機構，利用影響系數(shù)法分析了繩索運行速度、加速度與髖關節(jié)、膝關節(jié)運行速度、加速度之間的映射關系，并通過機構仿真手段規(guī)劃了期望軌跡的繩索運動輸出；

4、利用約束法建立了系統(tǒng)力螺旋平衡方程，基于達朗伯原理分析了系統(tǒng)動力學特性，通過廣義逆求得繩索拉力解，為驅動電機選擇和驅動特性實驗提供依據(jù)。
　　 考慮行走輔助訓練機器人是多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，且具有強耦合的動力學特性。在分析魯棒跟蹤控制策略特點基礎上，提出魯棒跟蹤控制策略實現(xiàn)對行走輔助訓練機器人的跟蹤控制。由于行走輔助訓練機器人下肢運動運動控制系統(tǒng)模型的建模的不準確和受到外界干擾，將行走輔助訓練機器人控制系統(tǒng)考慮為一類不確定性線

5、性系統(tǒng)，將系統(tǒng)的不確定性假設滿足廣義的匹配條件，在此基礎上設計魯棒跟蹤控制器。通過對下肢運動控制機構的軌跡魯棒跟蹤控制仿真，分析了系統(tǒng)控制精度，證明了魯棒跟蹤控制策略的可行性。
　　 根據(jù)行走輔助訓練機器人結構方案，研制了行走輔助訓練機器人實驗樣機。以dSPACE半物理仿真平臺作為控制系統(tǒng)的上位機，對骨盆運動控制機構進行了電動缸實驗、系統(tǒng)標定實驗，在此基礎上對系統(tǒng)控制實驗進行了詳細的分析；對下肢運動控制機構在確定控制器參數(shù)基礎上