随着工业技术的飞速发展,由于交通事故、机械事故、重大疾病以及自然灾害等各种原因,成千上万的人遭受截肢的痛苦。然而,目前的医疗水平不够完善,不能有效的再生假肢,于是,下肢假肢膝关节的设计与研究就显得尤为重要。目前对下肢假肢的耐用性的测试方法较为简单,无法达到测试效果。下肢假肢膝关节的测试平台能够很好的解决以上问题,因此,下肢假肢膝关节测试平台的设计与研制备受关注。然而,国内外对测试平台的设计研究还处于初步阶段,于是对测试平台的设计研究也具有非常重要的意义和价值。针对以上所描述的问题及研究的意义和价值,本文设计一种下肢假肢膝关节,利用拉格朗日理论建立下肢假肢膝关节的动力学模型,在此基础上,对假肢膝关节进行参数调优,得到该关节机构中大、小腿以及夹角的理论数值。利用Solid Works建模软件对本文参数化后的下肢假肢膝关节进行三维建模,模型建完后,将模型转换格式放入ADAMS中进行动力学模拟。在下肢假肢膝关节设计的基础上,利用复合摆线理论对下肢假肢膝关节的足端进行步态规划。在此基础上,对所得的足端轨迹曲线进行优化。其次,通过对轨迹曲线的逆运动学求解,得到下肢假肢膝关节的关节曲线。最后为了验证关节曲线以及下肢假肢膝关节结构设计的合理性,采用Solid Works运动仿真模块对下肢假肢膝关节进行仿真。针对下肢假肢膝关节的机构设计下肢假肢的控制系统,利用三维绘图软件搭建假肢膝关节的实验模拟环境,并对控制模块开展详细的方案设计。基于膝关节的运动,在实践设计过程中,设定步进电机的驱动以及控制算法,利用Matlab软件进行对比仿真实验,对仿真结果进行相应的分析。在此基础上,按照所设计的虚拟样机模型,搭建下肢假肢膝关节测试平台的实体样机,进行膝关节角度数据的采集,对采集的数据进行相应的分析,通过实体实验发现所设计的控制算法可以实现下肢假肢膝关节的控制,同时也验证了所设计的下肢假肢膝关节符合人体正常需求。