目前，康复机器人已经成为国际机器人领域的一个研究热点。由于战争、疾病、工伤、交通事故及意外伤害等原因，致使数以百万的人失去下肢，人们迫切希望通过假肢恢复截肢者的行走功能，因此在康复机器人的家族中，假肢技术的研究开展的最早，产品也发展的较为完善。特别是20世纪90年代发展起来的用微处理器控制的具有高性能的智能假肢，能根据外界条件的变化和工作要求，自动调整假肢系统的参数，使假腿能可靠的工作、运动自如。 然而，目前所谓的“智能假肢”并非真正意义上的智能假肢，因为智能化不仅仅体现在智能化的控制方法上，更重要的是它对路况和假肢理想步态的感知功能。因此，本文提出一种具有路况和步态感知功能的膝上智能假肢，并对这种智能假肢研发过程中的一些关键技术进行研究和开发。 在详细论述智能假肢研究意义、内容和方法的基础上，本文首先给出了智能假肢实验平台的总体组成和仿生设计。通过对膝关节机构参数的多变量最优化设计，保证由智能磁流变液阻尼器控制的四杆封闭链仿生膝关节转动中心及人工腿、智能假肢各关节中心点能跟踪给定轨迹。 智能假肢的数学模型是步态规划、控制系统设计、仿真分析的基础和依据。针对智能假肢的特点，采用分割建模方法建立了智能假肢的运动学模型。采用多体系统动力学建模方法建立了智能假肢在支撑相和摆动相时，带约束和无约束的拉格朗日动力学模型。并从广义变量、广义力、约束之间的关系，分析了动力学模型的求解方法。 智能假肢的智能化主要体现在感知功能。人体生物运动学研究表明，人腿在正常行走过程中步态稳定于最自然、最节能的步态形式，当行走步速改变时，虽然步态曲线周期和幅值会改变，但形状基本相似。基于这一特点，在步态检测和步态分析的基础上，建立了步态数据库并存储于微处理器中。通过编码器、电位计、陀螺仪与压力传感器组成的感知系统对假肢的内部状态和路况、假肢的理想步态进行感知。将采集的信息经过数据处理后传给微处理器。微处理器采用离线规划加在线调整的方法来进行步态规划，并根据规划好的步态控制智能假肢膝关节的运动。 鉴于智能假肢系统研制的复杂性，利用Pro/E，ADAMS和MATLAB Simulink建立联合仿真平台。在Pro/E中建立了异构双腿行走机器人的三维实体模型。通过Mech/Pro接口将模型导入ADAMS中形成虚拟样机，并在ADAMS中建立虚拟环境。在虚拟环境中对智能假肢进行了运动学、动力学仿真。有力地保证了机构的合理性。缩短了机器人研发周期，并能在一定程度上减少研制的风险。本文重点研究了智能假肢对路况、步态的感知以及假肢的步态规划，为智能假肢的研制打下良好基础。