伴随着外骨骼理论及技术的逐步成熟,外骨骼设备已广泛应用于社会的各个领域。考虑到由于矿井下有许多繁重的体力劳动,因此本文提出研制外骨骼机器人来辅助人工完成这些重体力作业。本文以矿用外骨骼机器人的驱动系统为研究对象,应用外骨骼运动学相关知识和软件建模及仿真等手段,对矿用外骨骼机器人的驱动系统进行了详细的分析研究。具体内容如下:（1）对外骨骼机器人的关节配置及驱动理论进行分析研究。根据拟人化仿生机械相关原理,结合人机工程学相关知识,确定外骨骼关节自由度及关节角度运动。应用ADAMS模拟人体穿戴行走,根据仿真得到关节力矩、足底压力等数据,确定驱动液压缸置于下肢膝关节处为主动驱动,其他关节自由度不设置驱动元件。了解人体步态行进规律,将模型抽象为多关节连杆结构,分析外骨骼运动的下肢运动学信息。应用拉格朗日方法进行动力学分析,推导该外骨骼的动力学方程,了解外骨骼的运动与各关节力和力矩的关系,仿真获取的关节力矩及足底压力数据为驱动系统的设计提供了参考。（2）驱动方案设计,结合外骨骼工况环境,分析煤矿安全对矿用外骨骼机器人驱动系统设计的影响,设计两套矿用外骨骼机器人驱动方案,分析对比选取最优方案。明确外骨骼气动及液动混合驱动原理,利用CAXA软件绘制驱动原理模型,对驱动模型的正确性进行讨论分析,并利用AMESim软件完成液压驱动阀控液压缸系统模型仿真,了解超调量对驱动系统控制精度及跟随性的影响,在确保控制精度的前提下,对活塞杆杆径及位移等数据进行了选择。（3）外骨骼人机试验分析,搭建试验平台并对传感器的使用方法进行了简介,设计出来的外骨骼机器人高度1650mm～1850mm,穿戴外骨骼样机,对外骨骼机器人助力效果及跟随性进行了实验。进行外骨骼机器人平地行走实验,在人体负重及穿戴外骨骼负重下足底压力进行了分析,了解外骨骼的助力效果。进行了外骨骼机器人的跟随性实验,对角度数据进行了对比分析。本文设计的矿用外骨骼机器人在助力性能方面,减轻了人体56.4%的负重,在机械腿跟随性方面,左小腿误差最大值为-2.1°,右小腿误差最大值为2.2°,跟随性较好。设计出的外骨骼驱动系统灵敏稳定,响应较快。