每年因为长途徒步或行军造成运动伤害的人数逐年增加,研究表明人体下肢更容易出现运动损伤,因此缓解下肢肌肉疲劳有助于减少运动系统损伤。被动式外骨骼在长途运动时产生助力可以降低人在长途运动时人的肌肉疲劳感。被动式外骨骼在助力老年人出行,徒步者旅行以及军人长途行军等方面起着十分重要的作用。本文提出了一种新型下肢助力外骨骼,它利用弹性元件储存人体运动时产生的动能和运动时重心变化产生的重力势能,并在需要助力时释放能量以达到助力的效果。目的是在徒步时为下肢提供机械辅助,以降低由肌肉疲劳导致的徒步运动损伤风险。首先,确定目标用户,分析用户人群特征与行为特征,复现用户使用产品时的体验路径,了解用户体验需求。归纳了人体在各种运动状态下下肢各关节的角度会相应发生变化,在各相位变化中,膝关节和踝关节的变化趋势存在一定的规律,由此规律归纳出外骨骼设计原理。其次,根据设计原理进行外骨骼零件结构设计,确定结构后,基于调研分析结果对外骨骼产品进行设计定位,根据设计定位展开设计实践与样机试制。再次,对下肢胫骨前肌、腘绳肌、腓肠肌,股直肌肌电幅值进行分析,表面肌电结果显示穿戴外骨骼后下肢主要肌肉肌电贡献率分布规律有一定程度的变化,总体肌电积分值明显降低,蹲起实验中穿戴外骨骼较不穿戴相比肌电积分减少41.21%,行走实验中穿戴外骨骼较不穿戴相比整体肌电积分减少31.12%,验证了外骨骼在人体不同运动状态下有积极的助力作用。采用模糊层次的分析方法,对下肢助力外骨骼进行了用户体验评估。用户进行评价后,得到下肢助力外骨骼总体用户体验评分为3.010,外观层评分为2.485,感受层评分为2.739,可用性层评分为3.316,外观层与感受层的用户体验评分较低,对外观和感受维度进行了改进设计,优化了下肢助力外骨骼的整体设计。本研究创新设计了一款助力外骨骼,穿戴该外骨骼降低了运动时肌肉活动,提高了运动耐久性,该设备对人体步态没有显著影响,具有良好的可用性,为下肢助力外骨骼的助力原理创新设计与结构外观设计实践提供参考。