20世纪60年代，世界范围内康复机器人的研究处于起步阶段，且主要研究领域为局部关节及上肢关节。到上世纪80年代，国外的理论与相关技术都已较为完善。下肢康复训练机器人是康复训练机器人的一种，包括站立式下肢康复机器人和坐式下肢康复机器人[4]。与下肢康复机器人相关的研究主要集中在德国、英国、加拿大、美国、日本等发达国家。我国对下肢康复机器人的研究起步较晚，研究的部门也较少[5]。68312

1  国外下肢康复机器人的研究现状

下肢康复机器人最早由欧美国家着手研究，并在近十几年内取得了瞩目的成就。早期下肢康复机器人多为半机械半自动化的康复机器，患者需在相关人员的陪同帮助下才能进行康复训练。如图1-1的悬吊式步行训练机、图1-2的悬吊式跑步训练机。

图1-1 步行训练机                        图1-2跑步训练机        

目前最具代表性的下肢康复机器人有：瑞士Hocoma公司与苏黎世Balgrist大学脊椎损伤康复中心于2005年共同研制的Lokomat步态康复机器人系统（图1-3）[6][7]，它是一台全自动机器人步态训练与评估系统，Lokomat系统采用位置控制方法，通过电脑控制的马达，用类比的生理步态模式移动患者的双腿精确地控制跑台的速度与患者步伐相一致，这既节省了治疗师的负担又使治疗过程更方便高效。Lokomat系统采用位置控制方法。目前，该机器人已经实现市场化，应用较为广泛。存在的缺点有：穿戴过程复杂繁琐，训练模式的种类单一。

市场上与该机器人相仿的有美国研制的Motoria型下肢康复机器人（图1-4）, Motoria采用前驱动，下肢与跑步机协调运动，它穿戴方便，调节简单，但是步态种类单一 [8]。

图1-3  瑞士Lokomat步态康复机器人

图1-4  美国Motoria型下肢康复机器人

美国东北大学机电与机器人实验室研发的一款名为AKROD(Active Knee Rehabilitation Device For Human)（图1-5、1-6）的康复机器人已经在美国的医院投入使用。该机器人适用范围广，比传统的康复机器人更贴近普通下肢瘫痪患者，尤其适用于膝关节受伤的患者。 论文网

图1-5   AKROD康复机器人                     图1-6患者在使用AKROD

2002年日本Tsukuba university(筑波大学)成功研制出一款HAL型机器人(图1-6)，此机器人腿步的动作全依赖患者通过自动控制器来操控，无需附加的工作台或操作台。该设备装有感应器、关节控制器及与角度、力、电相关的传感器。机构紧凑，性能优越。

图1-6  HAL型机器人

2  国内下肢康复机器人的研究现状

我国简易型的康复训练器械产品较多，清华大学精密仪器系康复工程研究中心正在研究一款步行康复训练机器 (gait rehabilitation training system，GRTS)（图1-7）。该机器人系统中采用了虚拟现实技术，具有结构紧凑简单，弯曲角度大等特点。但是驱动髋、膝关节的构件轴及径向尺寸较大，机构繁琐[9]。   

                   图1-7  清华大学步行康复训练机器  

我国哈尔滨工程大学机电一体化研究所于2002年研制出了一款下肢康复机器人样机（图1-8）。该机器人具有三个自由度，机身由步态训练机构、重心平衡机构、姿态控制机构等组成。该机器人的优点是能够实现踝关节的任意姿态调整，可以在机器人远程控制、虚拟现实技术的基础上进行实验和仿真研究[10]。