随着我国下肢截肢患者的日益增多，智能假肢的结构与控制方法的研究与开发工作的意义也逐步凸显。一方面将微电子技术，计算机控制技术，智能控制技术，机械设计以及生物医学工程技术和仿生技术等融合在一起，研发出达到世界先进水平的智能假肢，具有深远的意义；另一方面由于国外假肢产品大多数价格昂贵，我国普通民众难以接受。通过加大对智能假肢的研究，降低假肢产品的价格，帮助他们像正常人一样生活、学习和工作，恢复信心，具有显著的现实意义。目前世界上一些发达国家和地区为了弥补截肢患者的肢体缺损，已经研制和生产了种类繁多的假肢产品，但国内在假肢方面的研究和上述地区相比差距较大。本文从假肢膝关节的结构和控制方法入手，对智能假肢展开研究：（一）针对健康人体的行走进行步态采集实验，并对不同健康测试者运动步态的采集与分析。（二）提出一种仅基于健侧膝关节角度和踝关节角度的下肢步态相位判断方法，建立膝关节映射数学模型，并据此设计假肢膝关节的映射控制方法。（三）设计主动式膝关节模型样机，搭建控制系统实验平台。针对提出的步态相位判断方法和映射控制方法进行仿真和实验。本文设计了一种主动式假肢膝关节，降低了行走过程中的能量消耗；提出了一种仅基于健侧膝关节角度和踝关节角度的下肢步态判断方法，减少了传感器的数量和种类，降低了计算的复杂程度；建立膝关节的映射数学模型，对膝关节的运动进行定量分析，提高了下肢在行走过程中的步态对称性；最后通过映射控制实验对所做工作进行验证，实验结果良好的说明了膝关节模型样机与映射控制方法的合理性与可行性。