人体动力外骨骼是涉及机械设计制造、机电一体化、驱动、传感器、自动化控制、人工智能、人机工程学等多学科的综合技术。本课题针对日益加重的人口老龄化问题,采用动力外骨骼技术,提出用于辅助老年人生活的一种服务型机器人——人体下肢动力外骨骼,该装置具有辅助增力功能,能够帮助老年人行走及上下楼梯等工作,也可以帮助残障病人进行康复训练。论文的主要研究内容包括外骨骼的机械结构设计、外骨骼运动学分析、人机耦合动力学联合建模及仿真研究等,具体如下：1)人体下肢生理特性分析通过研究人体下肢的生理结构、空间坐标系下关节的自由度、步态的特征参数和运动参数,确定出人体下肢运动的自由度,根据步态特征把步态周期分为摆动相和支撑相。2)下肢外骨骼结构设计及优化基于外骨骼与人体的耦合特性,设计出了符合人体运动机理的外骨骼机械结构,分别对外骨骼组成系统中的关键零部件运用Workbench进行了拓扑优化和多目标参数优化,并重新设计出相应的模型,并在不同的工况下分别对外骨骼机械结构进行静力学分析检验。3)下肢外骨骼运动学研究分别使用运动学正问题研究方法、位姿变换等理论计算方法和仿真试验方法对下肢外骨骼的运动学问题进行分析和计算,运用D-H运动模型建立了空间坐标下下肢外骨骼的运动学方程,在ADAMS仿真软件环境中对运动学模型进行了仿真计算,并求解出下肢外骨骼各运动学参数与时间的函数关系。4)下肢外骨骼动力学研究用Newton-Euler法分别对单腿支撑和双腿支撑工况给予动力学分析、数学建模和求解,并在ADAMS虚拟样机下初步完成了人机耦合的仿真运行,求得了关节力矩与运动周期的关系曲线。5)动力外骨骼样机试验搭建了动力外骨骼样机的试验平台,制作了相关的零部件并装配,确定出步进电机、驱动器、控制器、信号发生器的型号,运用Visual C++6.0软件编写了步态预判控制的程序并运行程序得出试验结果,发现试验存在的问题,提出了解决的方案。