随着科学技术的迅速发展,人们生活水平的不断提高,外骨骼作为一种旨在将人的智能与机器的力量相结合的一种设备,受到越来越多的国家、企业和科学工作者的关注。在外骨骼技术中下肢外骨骼机器人因在军事、医疗和民用等诸多领域显示着巨大应用前景发展尤其迅速。尽管当下国外的下肢外骨骼机器人在市场已有销售的产品,国内的下肢外骨骼仍主要处于实验室研究阶段,但国内外的下肢外骨骼仍普遍存在机械结构、运动意图识别和稳定行走等诸多问题。本文旨在设计一款下肢外骨骼机器人,用于辅助下肢正常但力量减弱的人群,如辅助老人行走。为此对国内外现有研究成果进行了充分调研,分析了当前主流下肢外骨骼系统组成与工作原理,研究了人体躯体组成和下肢运动机理,在完成上述工作后确立了外骨骼机械结构设计的总体方案并利用SOLIDWORKS建立三维模型。考虑到结构的安全性,对所设计结构进行有限元分析,校核结构的强度与刚度。为了保证外骨骼能够实现行走,对外骨骼的运动学进行了分析,并利用MATLAB Robotics验证了正确性。针对下肢外骨骼中存在人机稳定行走问题,对应用最为广泛的ZMP理论进行了研究,定性证明了 ZMP理论仅是静态稳定性和动态瞬时稳定的充分必要条件而不是动态连续稳定的充分必要条件,并根据当前ZMP理论在动态连续稳定存在的不足,提出步行双支撑ZMP与单支撑虚ZMP相结合的动态连续稳定性判据。针对外骨骼动力学,应用拉格朗日动力学分析方法,建立人机耦合动力学方程并利用MATLAB编写动力学方程程序,得到了一个步行周期的关节力矩与关节功率的变化规律;为了验证人机耦合动力学模型的正确性,在ADAMS建立人机耦合动力学模型,对照理论分析与仿真结果验证了正确性,从而可为外骨骼的进一步研究提供重要理论参考。