何旅洋　　　张志强　　　郑百林

　　目的:依据人体运动学分析，设计一套模仿人体下肢生理结构和运动特点的外骨骼机械结构，研究外骨骼在步行过程中两个不同时相下的生物力学特性，为外骨骼的设计与优化提供研究基础。

　　方法:首先根据下肢步态分析，应用三维建模软件进行外骨骼机械结构的设计，在生成实体模型后利用有限元软件进行装配、网格划分以及单元属性赋值，并建立各个构建之间的面-面接触关系，模拟分析外骨骼的应力分布情况。

　　结果:在1 kN载荷下，双腿站立（工况1）的最大应力为91.45 MPa，胫骨竖直（工况2）最大应力为154.55 MPa，分别发生在后背支架和髋部，与设计前的传力机制分析结果一致。

　　结论:外骨骼在不同工况下应力分布有明显不同。由于在计算中没有考虑到步行过程中可能产生的冲击等不确定因素，在设计优化外骨骼时需要考虑并乘以一定的安全系数。