由于交通事故造、自然灾害、疾病或者战乱都会增加残疾人的数量,假肢的需求也大大增加,尤其是智能假肢,国内存在技术相对落后、价格高昂的现象,针对此问题本文以运动的协调性、步态美观以及对环境的适应性为目的,设计出了基于膝踝一体化、多动力驱动的下假肢结构,并通过理论运算、静力学仿真以及运动学仿真验证其性能。主要研究内容如下:通过研究人体膝关节结构,发现四杆结构最适合膝关节运动功能的实现。对四杆机构尺寸进行优化,优化后四杆结构的运动瞬心和真实人体膝关节的运动瞬心极为相符,踝关节的运动以纯转轴来实现。智能假肢膝关节、踝关节都采用步进电机驱动、磁流阻尼辅助的驱动形式。磁流阻尼作为假肢运动的主要减震和储能器,既能起到辅助假肢运动的作用,还可以增加假肢运动的协调性减少运动僵硬现象。对智能假肢的顶板进行静力学分析得到应力和总变形云图,并根据分析结果对其结构进行优化。基于应力疲劳的理论,对智能假肢的底架进行疲劳分析得到疲劳寿命曲线,并进行改进优化。分析人体下假肢运动步态分析,得到平地行走、上台阶时各时相运动特征。基于膝踝一体化理论,建立下假肢结构模型,利用几何学原理进行分析,以便得到下假肢各关节之间的运动模型。通过对有限状态机控制方法进行研究,发现非常适合智能假肢的控制,与膝踝一体化控制结合得到良好的控制性能。基于有限状态机和一体化理论,建立智能假肢控制模型。应用UG的运动学仿真功能对智能假肢进行运动学分析,得到模拟人体步态的运动动画。将动画模拟的人体步态与真实人体运动相比较,可判断三维模型及控制数据的合理程度,并得到各关节的角速度位移曲线图和阻尼长度变化曲线图。建立物理样机并搭建实验平台,对控制函数数据进行优化;根据人体不同步态进行调整控制数据,验证该智能膝踝一体化下假肢对不同步态下的性能。在实验中测量各关节阻尼长度变化曲线等重要数据,对假肢结构设计以及基于UG的运动学仿真模型的合理性进行验证。本文完成了智能下假肢的整体设计与优化仿真,为智能下假肢的膝踝一体化、智能化研究与开发提供理论参考,具有实际应用价值。