下肢外骨骼机器人是一种可穿戴的人机一体化机械装置,在军事、医疗等领域有着广泛的应用前景。本论文所研究的下肢辅助步行外骨骼机器人针对我国数量庞大的老年人和下肢残疾病患,辅助他们直立行走,弥补了传统助老助残设备的不足。本论文根据下肢辅助步行外骨骼机器人的功能需求,综合运用机械学、电子学以及软件工程等学科的相关知识,进行系统设计。机器人每条腿的髋关节和膝关节由伺服电机驱动,实现步行运动,病患可以操作辅助支撑工具,控制自身身体平衡和前进方向。机器人的控制系统选取STM32F405系列微控制器作为主控芯片,利用uC/OS嵌入式实时操作系统,执行电机控制、传感器信号采集和处理、通讯数据收发等任务。本论文重点研究了针对下肢辅助步行外骨骼机器人的步态规划算法的设计和实现。基于正常人步态数据的步态规划算法目前应用广泛,主要通过步态数据采集和步行运动再现来实现,具有通用性好、开发难度低、开发时间短等优点,但是很难满足不同使用人群对步行参数的特异性需求。为此,本论文提出了一种基于主动式步行模型的步态规划算法,首先建立机器人的步行模型,然后从动力学、运动学、能量等多个角度对模型进行分析,同时对模型做了一系列理想化的假设和简化,最后求解得到步态数据。最后完成下肢辅助步行外骨骼机器人样机的系统调试,进行临床实验。实验表明,机器人样机能够满足设计的功能需求,并且具有较高的可靠性。此外,基于主动式步行模型的步态规划算法能够规划出合理有效的步态,同时能够通过调整步态规划参数来进行步态优化。