随着科技水平的不断提升,军事作战目标的实现面临着越来越大的挑战,因此各国对于外骨骼的的关注和研发受到了越来越大的重视。同时在医学、工业领域中,外骨骼机构的康复助行效果和助力效果也使得它发挥着重要的作用。外骨骼的主要技术特点在于其是一种由使用者直接穿戴的机器人系统,所以在设计相应的外骨骼机构时,需要考虑到人体同外骨骼的交互性。这种交互性体现在物理结构上的交互性和传感控制系统上的交互性。物理结构上的交互性,体现在设计外骨骼时,需要考虑所使用的人体肢端,故要进行相应的人体仿生学分析才能得到较为合理的结构。感知控制上的交互性则是针对于人体作为外骨骼控制回路中一个十分重要的的环节,需要分析人体所产生的运动信息,并对相应的运动信息的采集进行设计;同时,人体本身的非线性特性也十分重要,因而在对其进行感知控制时,需要对外骨骼感知信号系统做出合理地设计以满足控制系统的响应和稳定。在设计外骨骼机器人时,也需要到诸多实际问题。在搭建好相应的验证的平台后,针对于出现的外骨骼肢端抖震、电机受力突变等情形,做出相应的实验和设计测试,完成外骨骼的改进。针对于电机力矩优化问题的提出,采用了一种特定的腿胫结构和基于模糊控制的控制方式来进行解决,这使外骨骼系统的人机交互性能得到提升的同时,也满足了其泛用性和安全性。本文首先从人体生理学结构和运动学信息着手,对外骨骼设计需要重要参考的人体信息进行分析。先利用解剖学概念,对人体肢体结构进行划分,以便对人体运动有系统化的描述。采用Vicon动作捕捉系统对人体运动学信息进行实际采集和复现,对相应的动作进行系统化反映和分析,并对肢体模型建立提供参考。基于之前的分析,采用拉格朗日方程法构建人体的外骨骼模型,结合捕捉到的动作信息,提出下肢外骨骼在行走时可以近似看成双连杆模型的观点,并给出了数学推导;之后对所采集的运动学信息进行了相位步态划分,并提出了基于足底压力和关节角度信息的构成的感知系统。在提出感知系统后,继续在针对于人体外骨骼整体结构和控制策略提出相应的设计。在结合设计思路的分析外骨骼的具体结构安排,如自由度、驱动方式等;结合在其它实验样机中出现的驱动关节面对的外界力矩突变所产生的影响,提出一种有弹簧阻尼串联的双减震单元的腿胫结构的,并结合这种结构,给出了基于之前感知系统所控制的人机交互控制策略。在定性分析了结构的设计思路后,在仿真平台上用Simulink进行了实验验证,通过在动力学模型上导入运动信息在配合控制回路,实现了所设计的控制策略对于外界突变力矩的有效控制,并通过电机测得的实际数据验证了模型的正确性。