Los robots de rehabilitación de extremidades inferiores convencionales son grandes, complicados de usar y requieren mover al paciente a una posición designada. Para resolver estos problemas, se propuso un nuevo robot de rehabilitación de extremidades inferiores de una sola pierna (S-LLRR) que es fácil de mover y adecuado para diferentes portadores de altura. La pierna mecánica tiene un espacio de trabajo variable, y sus juntas rotativas están diseñadas con limitadores mecánicos. Se analizó la configuración en serie del S-LLRR y se realizó la planificación de trayectorias basada en el entrenamiento de movimiento lineal continuo. Mientras tanto, se propuso un método de control de entrenamiento activo basado en el modelo de arena para mejorar la sensación de movimiento de los pacientes, y se diseñó un modelo de evaluación del grado de participación activa basado en información fisiológica humana. Los resultados de simulación y experimentales mostraron que el S-LLRR tenía un gran espacio de trabajo y buena precisión de movimiento, y la precisión del modelo de evaluación del grado de participación activa podía alcanzar más del 85%. Esta investigación podría proporcionar una base teórica para mejorar la estandarización y el cumplimiento del entrenamiento de rehabilitación con robots de extremidades inferiores.