摘要
下肢外骨骼康复机器人作为患者术后康复的一种装置，在保证功能实现的前提下，实现人机共融，保证安全及舒适性是研究的重中之重，研究如下。 基于OpenSim软件探究了不同患者摆动期髋、膝、踝关节的运动规律，基于人体下肢参数，完成的优化后四杆式仿生膝关节瞬心轨迹与下肢运动轨迹，均与OpenSim人体较为接近。 基于舒适性讨论了人机耦合系统自由度配置问题，对人机动态条件下耦合方式进行分析。基于分析完成下肢外骨骼康复机器人、绑带、膝、踝关节和大、小腿结构设计，并绘制完成三维模型。 基于Newton-Euler法建立了考虑人机交互力的下肢外骨骼动力学模型，基于MATLAB和ADAMS仿真分析人机交互力曲线。基于有限元分析的方式，探究人机之间绑带对人体下肢应力分布规律。 基于零力矩点（ZMP）稳定性判据，并基于ADAMS仿真，验证人机协同的稳定性。基于ADAMS和MATLAB，以人机系统人和外骨骼关节角偏差最小为控制目标，建立了融合PID控制的被动和主动康复的控制系统图。通过对被动和主动康复阶段人体系统外骨骼关节角偏差进行仿真，结果表明，控制策略满足舒适性要求。 基于舒适性，从拟人化结构设计、人机交互力仿真分析及控制策略等方面的研究结论对该装置设计理论的深化有一定的意义。
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