我国已经步入老龄化社会,老年人运动机能逐渐衰退,肢体肌肉弹性越来越差;另一方面,每年因脑卒中和交通事故而致残的患者也逐年攀升,肢体运动的不便给这些人群的生活带来诸多困扰,给家庭和社会带来沉重的负担。近年来,外骨骼技术的出现为他们带来了福音,外骨骼不仅可以代替医务工作者繁重的康复训练,还可以为有一定行走能力的患者出行提供助力,为他们的生活带来希望。本课题应用TRIZ对下肢外骨骼系统进行了柔性化设计与研究。本文首先介绍了TRIZ中技术系统八大进化法则,物-场分析以及矛盾分析等创新工具,建立了基于TRIZ的创新问题解决流程。根据外骨骼发展现状以及TRIZ进化法则,首先确立了外骨骼研究方向与设计要求,设计出外骨骼整机结构初步方案,然后对膝关节结构进行物-场分析与矛盾分析,在标准解的引导下对其进行了柔性化改进,得到包含助力与缓冲两种工作模式的柔性下肢外骨骼,该外骨骼不仅可在正常状况下为使用者出行提供助力,还可在突发状况下保护使用者,避免受到刚性冲击。最后基于变密度法对外骨骼结构主要部件进行拓扑优化,实现了力的最佳传递路径,得到外骨骼最优结构。对优化后的外骨骼模型进行了运动学分析,得到了关节运动的齐次变换矩阵;利用拉格朗日方程对外骨骼进行动力学分析,通过MATLAB编程得到外骨骼关节理论力矩,以理论力矩曲线作为驱动函数,对外骨骼虚拟样机两种工作模式进行运动仿真,分别得到外骨骼正常步态与突发状况下关节角度运动曲线,通过将仿真曲线与人体运动标准曲线进行比较,验证了结构方案的可行性。通过对比不同类型的自主控制方案,提出利用多模态信息融合技术对外骨骼进行自主控制,利用压力传感器检测肢体运动趋势,经控制器识别后控制驱动器提供助力;利用陀螺仪检测人体位姿与关节加速度,当加速度超出一定范围时启动关节柔性装置。对控制方案进行了实验探究,结果验证了方案的可行性。文末对全文工作进行了总结,展望了TRIZ以及外骨骼未来发展趋势。