外骨骼作为近年来新兴的热门研究对象,通过模拟人体的骨骼、关节和肌肉,为人体装备额外的金属外骨骼及动力源,主要起增强人体承载的功能。外骨骼的结构承载系统的研究是其开发过程的第一步。结构承载系统作为外载荷的传输媒介,能实现外骨骼的根本功能。外骨骼承载结构的强度决定外骨骼能否实现其承载要求,其动力学参数亦是与之相连接的液压系统的重要设计参数。本论文通过研究人体主要关节的构成及几种典型的运动姿态,利用ANSYS软件,对设计出的外骨骼结构承载系统进行结构静强度分析。结合拉格朗日方程分析理论、Matlab软件和ADAMS柔性体模块,对其承载结构进行了系统的动力学研究。并最终通过建立外骨骼承载结构的虚拟样机仿真模型,得到用于液压系统设计的系列外骨骼动力学参数。本文的主要工作内容如下：1.研究了人体主要关节的构成、自由度分布,并结合外骨骼的功能实现要求,研究了人体对于外骨骼影响较大的四种典型运动姿态。2.研究了外骨骼结构承载系统各子系统的功能要求,并基于安全性、舒适性及柔顺性等设计原则,仿生设计了外骨骼的结构承载系统。3.应用SolidWorks软件建立了外骨骼承载结构的三维模型,同时采用ANSYS软件,进行了系统的双腿站立、单腿站立、单膝下跪三种姿态下的有限元分析。根据分析结果,提出了系统的改进建议。4.应用第二类拉格朗日方程分析理论,建立了外骨骼承载结构的动力学分析模型,利用Matlab软件求解,得到了各关节角加速度、关节角度、关节处力矩及关节处液压缸受力值等动力学参数,为液压系统提供理论设计参数。5.应用ADAMS柔性体模块,建立了大、小腿及液压缸为柔性体,其余部位为刚形体的动力学仿真模型,得到了双腿下蹲、单膝下跪姿态极限工况下液压缸的受力、轴向移动速率、瞬时功率及做功曲线,为液压系统设计及优化提供准确的参数。本文将人体关节结构及运动姿态研究、有限元分析法、拉格朗日方程分析理论和虚拟样机技术相结合,对外骨骼的承载结构进行了系统的设计、静力学及动力学理论分析和仿真分析,为外骨骼承载结构的优化及液压系统的设计提供了重要参数。