下肢外骨骼机器人在辅助康复、助力助行和拓展体能等领域有着广泛的应用前景。由于缺乏对人体自然运动规律足够的认识,当前的外骨骼系统很难和人体运动完全协调,影响或限制人体的自然运动,反而增加穿戴者自身的代谢量;同时对于多关节、多自由度外骨骼系统,驱动器较多且控制复杂,也会影响外骨骼系统的性能和稳定性。本文以人体直线行走为研究对象,分析人体的行走运动规律,利用人体下肢动力学特征向量重构直线行走步态,探索一种优化下肢外骨骼驱动器数量和控制的新思路。本文以人体直线行走为研究对象,建立了矢状面内下肢关节多自由度的动力学模型。根据中国成年人人体惯性参数国家标准,利用身高和体重的二元回归方法得到系统参数,同时参考人体关节肌肉的刚度值,计算得到了人体下肢动力学特征向量。该特征向量的物理意义是在特定特征频率下各关节转角的比值。基于实验者动力学特征向量和采集的行走步态数据,反算各特征向量的步态拟合系数,将步态周期进行了合理划分,分析区间内各拟合系数的相关性系数,实现了用更少特征向量重构下肢直线行走步态。这对外骨骼驱动器的优化设计具有指导意义。同步采集了人体下肢运动过程中下肢关节角与相关肌肉的肌电信号,分析步态拟合中主要特征向量和其对应关节肌肉的关系,初步建立了动力学特征向量和生理学肌电信号的联系,为研究肢体多自由度运动的肌肉协同机理提供基础。