中国已进入老龄化社会,老年人的健康护理问题越来越受到人们的重视。随着年龄的增加,下肢相关肌肉逐渐衰退,老年人跌倒情况时常发生。跌倒不仅会影响老年人的生活质量,还会增加家庭和社会的经济负担。因此,急需开发一款针对老年人的步行助力装置,在其行走过程中辅助老年人行走,避免因下肢肌力不足而导致跌倒。本文以人体行走稳定性与步态特征分析为目标,通过三维运动捕捉系统进行实验分析年轻人与老年人受试者步行稳定差异,确定步行稳定范围与良好步态特征,最后研究步行助力机器人改善步态的效果,以及研究步行助力机器人的步态信息检测算法。主要完成了以下几方面工作:1)针对老年人步态稳定性分析研究,引入双足步行机器人零力矩点（ZMP）方法对人体下肢进行生物力学建模,建立单质点模型的ZMP计算方法,并进行实验验证。通过三维运动捕捉系统采集年轻人与老年人行走时下肢各关节运动信息,研究能够区分人体步态特征差异的参数:δ_ZMP—人体质心水平面投影与ZMP的距离;δ_ankle—人体踝关节水平面投影与ZMP距离。该参数可以有效区分老年人与年轻人步态差异,并对不稳定步态进行评价,为步行助力机器人的研发改善步态特征提供评价依据。2)针对人体行走过程中稳定范围的研究,将ZMP与倒立摆模型结合,研究步行速度与δ_ZMP的关系,并通过实验数据分析不同受试者步行稳定范围的差异。其次,计算水平地面ZMP轨迹,得出步行稳定范围实验参考值。3)针对步速与良好步态关系的研究,引入动势能交换率作为分析良好步态的依据,比较了年轻人与老年人在动势能转换能力的差异。此外,通过实验研究了不同步速下动势能交换率的对比,得出动势能交换率最高值时的步速特征,该参数可为步行助力机器人的控制策略研究提供依据。4)通过步行助力实验分析助力前后改善步态效果变化,并研究步行助力机器人的步态信息检测算法,通过惯性传感器采集的数据计算ZMP的轨迹,根据步速的增加自动调整稳定范围的大小,并设定阈值识别稳定步态与不稳定步态。上述研究成果可以为步行助力机器人改善使用者步态特征与优化机器人控制策略提供研究依据。