肢体康复训练器是一种帮助肢体运动功能障碍患者完成各种运动功能恢复性训练的器械,其性能直接影响康复训练的训练效果。目前国内外研究的肢体康复训练器多以电机或气缸作为驱动器,驱动病人关节运动,虽位置控制精度较高,但柔性差,容易造成关节的损伤。气动肌肉是一种新型的驱动器,不仅安全柔顺,力/重量比大,而且其力/长度特性与生物肌肉的力/长度特性极为相似,因此以气动肌肉驱动的肢体康复训练器更加符合人的生理特点。但是,近年来国内外开展的基于气动肌肉驱动的肢体康复训练器的研究,主要围绕手臂或手部器械进行,而气动肌肉驱动的下肢康复训练器却鲜见研究报道。而在肢体残疾人群体中,又以下肢残疾人居多,因此研究气动肌肉驱动的下肢康复训练器具有十分重要的意义。本课题旨在研制出气动肌肉驱动的下肢康复训练器,并对其特性进行实验研究,为进一步研究气动肌肉在下肢康复领域的应用提供理论依据与参考。本文首先根据康复训练理论,提出了下肢康复训练器机械系统及控制系统的设计要求,并确定了其总体设计方案。在确定了下肢康复训练器的总体设计方案之后,本文根据下肢康复训练器的设计要求,设计了下肢康复训练器的机械系统、硬件控制系统和软件控制系统。其中机械系统的设计主要包括驱动器气动肌肉的选型及机械结构的设计;硬件控制系统的设计主要包括气动控制回路和电气控制回路的设计及相应的气动元件、检测元件的选型;软件控制系统的设计主要是在Labview的平台上开发出实现下肢康复训练器康复运动的控制程序。在完成了下肢康复训练器的机械系统设计、控制系统设计之后,本文以膝关节为研究对象,开展了系统控制特性、等速CPM和等速ARM特性的实验研究。实验结果表明,本文研制的下肢康复训练器能够实现不同人群的等速CPM训练和等速ARM训练,运动速度和角度范围均可调,其施加于肢体的阻力可随着患者用力的大小而变化,并具有较好的柔顺性。