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目前，由中风和脊髓损伤等原因造成的下肢瘫痪患者数量巨大，受到广泛关注。由于瘫痪患者出现下肢功能障碍的本质原因是中枢神经系统存在损伤，因此，下肢康复训练的根本目标在于激发中枢神经的重组和代偿功能，实现神经系统功能的恢复，进而使瘫痪肢体恢复运动功能。当前国内普遍采用的下肢康复训练方法主要还是通过手动或者采用简单康复器械带动患者下肢进行运动训练，其康复治疗成本高，但康复效果有限。结合了先进机器人技术和现代康复医学理论的下肢康复机器人系统，可降低医护人员的劳动强度、减少护理人员数量、更大程度激发神经系统的功能恢复，从而提高康复效果，因此具有广阔的应用前景。然而，现有下肢康复机器人系统还存在很多不足，其临床效果仍需进一步验证。其中，坐卧式下肢康复机器人的研究尤为欠缺。因此，本文主要针对该类型下肢康复机器人展开研究，分析了现有坐卧式下肢康复机器人系统的相关不足，并重点研究了以下两个方面的问题:1）坐卧式下肢康复机器人的机构设计;2)基于坐卧式下肢康复机器人的人机系统动力学模型辨识。前者是基于坐卧式下肢康复机器人系统进行下肢康复训练方法研究的硬件基础;后者则是基于力-位传感器识别人体运动意图，进而实现主动康复训练方法的重要前提。本文的主要研究内容和创新点如下: (1)针对现有坐卧式下肢康复机器人下肢机构的不足，设计了一种新型的下肢机构，并对其关节机构的相关尺寸做了优化，推导了该下肢机构的动力学方程。该下肢机构包括髋、膝、踝三个关节和大、小腿两个连杆机构。设计了基于不同偏心曲柄滑块机构的下肢机构髋、膝关节，并优化设计了关节机构尺寸。所设计的关节机构具有传动比大、尺寸小、驱动电机功率小等特点，其关节扭矩角度特性和人体下肢关节的扭矩角度特性能较好匹配。同时，推导了该下肢机构的运动学方程，仿真分析了运动学性能，为执行轨迹跟踪和运动控制打下了基础。 (2)针对现有坐卧式下肢康复机器人就座和个性化调节机构存在的问题，设计了新型的就座工艺和相关机构，并设计了功能较完善的新型个性化调节机构。所设计的就座机构考虑了患者就座及康复训练时对座椅高度和宽度的不同要求，同时，该就座机构使用方便且能保证就座过程的安全性。所设计的个性化调节机构，能对下肢机构的大小腿长度、座椅宽度和角度进行调整，能满足不同体型、不同阶段患者的康复训练需求，且完全采用电动控制的方式，使用比较方便。此外，还为新型的坐卧式下肢康复机器人设计了模块化结构的电控系统方案。 (3)针对传统机械臂动力学模型辨识方法应用于下肢康复机器人时存在建模、激励轨迹优化及模型改进三个方面的问题，提出了适用于下肢康复机器人的动力学模型辨识方法，克服了传统机械臂动力学模型辨识方法的不足。提出了一种考虑机械臂关节耦合特性的摩擦力建模方法，弥补了传统机械臂关节摩擦力建模方法的不足。针对传统算法难以获得本文激励轨迹优化问题可行解的不足，提出了一种间接随机生成算法，并结合随机粒子群算法，有效求解了上述优化问题。提出了两种改进机械臂动力学模型的算法，有效解决了由机械臂动力学模型和最优激励轨迹得到的观测矩阵条件数过大的问题。最后通过实验验证了上述方法的有效性。 (4)提出了一种基于人机系统动力学模型识别人体运动意图的方法，建立并辨识了该人机系统动力学模型，为基于下肢康复机器人平台执行主动康复训练打下了基础。所建立的基于坐卧式下肢康复机器人的人机系统动力学模型，由下肢机构和人体下肢的动力学模型两部分组成。分别建立和辨识了该下肢机构和人体下肢的动力学模型。并基于上述人机系统动力学模型，估计了系统的关节扭矩，进而识别了人体的主动运动意图。最后通过人体实验验证了所提方法的可行性。