外骨骼机器人是一种可穿戴机械装置，它既可以通过检测人体运动信息，跟随人体运动，进而替人体承受负载，减轻人体负重感；又可以通过步态规划，让机器人带着人体运动，进行康复训练。因而外骨骼机器人在军事作战、灾害救援及康复治疗等领域具有广阔的应用前景。本文主要针对下肢外骨骼机器人进行初期探索性研究，具体包括以下方面：针对外骨骼机器人拟人化的设计要求，通过对人体下肢生理结构的研究、结合仿真分析手段，对外骨骼机器人进行总体构型方案设计，设计出了具备结构尺寸自适应性、自由度拟人化分布并且关节带有柔性驱动的外骨骼机器人。由于外骨骼机器人要穿在人身上，二者进行协同运动，因此需要根据人体运动规律设计驱动单元。通过建立人体生物力学模型，对人体行走过程进行步态分析，并对不同条件下的负重对关节出力的影响进行研究，为驱动单元的设计提供依据。为了分析外骨骼机器人的运动特性和关节的驱动力矩信息，建立了外骨骼机器人的运动学和动力学模型，并借助Adams软件进行仿真验证，证明了所建立的模型的正确性。为了保证外骨骼机器人能够稳定快速地跟随人体运动，实现被动行走，以外骨骼机器人与穿戴者之间的交互力作为控制目标，建立了控制系统模型，证明了这种控制方法的稳定性，并通过仿真对控制系统的性能以及外骨骼机器人的助力效果进行了验证。同时针对外骨骼机器人沿给定轨迹运动的问题进行研究，设计了控制器使外骨骼机器人能够精确地沿着给定步态运动。在上述研究工作的基础上，开发出了外骨骼机器人样机，并搭建了实验平台，进行了固定步态、主动行走、单关节跟随以及被动行走实验。通过实验，初步验证了上述控制策略的有效性以及整个下肢外骨骼机器人系统方案的可行性，达到了预期效果。