Para abordar la compleja estructura de los robots exoesqueleto con mecanismos de varilla existentes y la dificultad para resolver la trayectoria de movimiento de mecanismos de múltiples varillas, se diseña un robot exoesqueleto de rodilla con un mecanismo de varilla pentarrod de engranaje diferencial no circular, basado en engranajes no circulares con relaciones de transmisión arbitrarias para restringir los grados de libertad del mecanismo R-para-varilla. En este estudio, se establece el modelo cinemático de un mecanismo de engranaje no circular con cinco varillas basado en la teoría de mapeo de movimiento al obtener las posiciones de movimiento normal de la extremidad inferior humana. Se desarrolla un software de diseño de optimización para el mecanismo de engranaje no circular con cinco varillas utilizando la plataforma de visualización MATLAB 2018b, con el engranaje activo no circular como la única variable de entrada. Se obtiene un conjunto de parámetros ideales a través del ajuste de parámetros y la selección óptima de parámetros, y las trayectorias correspondientes se comparan con las trayectorias humanas. El modelo tridimensional del mecanismo se establece de acuerdo con los parámetros obtenidos, y la simulación de movimiento del mecanismo de engranaje no circular con cinco varillas demuestra que el mecanismo puede reproducir mejor la postura de movimiento esperada de la articulación de la rodilla humana, cumpliendo con los requisitos de trabajo de un robot exoesqueleto de rodilla.