近年来,智能仿生腿是机器人学、生物医学工程学和康复工程学领域一个备受关注的研究课题。由于战争、疾病、工伤、交通事故及自然灾害等原因,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。而智能仿生腿的最大特点是能够模仿人体健康腿的运动方式步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化。因此,开展该项目的研究对残疾人回归主流社会、减轻社会及其家庭负担具有重要的意义。目前的智能型下肢假肢大多数均为被动式和半主动式假肢,在穿戴者行走时不能提供动力,不能主动跨越楼梯和后退行走,膝关节的屈曲依赖于残肢及人体的重力,伸展是靠机械式储能的释放来实现。完全依靠健肢带动残肢行走,很容易产生疲劳感,如上斜坡等。全动力型假肢能够提供主动驱动力完成各种动作,由于受到能量消耗大的限制,不能长时间连续的工作。基于上述分析,本文提出一种以MR阻尼器为主,直流电机为辅的混合驱动膝关节和半主动控制踝关节假肢。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混合驱动仿生腿关节仿生设计。然后采用分割建模方法,分别建立仿生腿的运动学模型和动力学模型。接着对正常人各种路况下的步态进行分析,并对底层驱动器进行建模与控制。针对人行走步态的特征,采用迭代学习控制跟随人工腿,并在虚拟样机的仿真平台上对此控制算法进行了验证。最后通过对人体跨越障碍和后退行走的分析和仿真,突出混合驱动仿生腿更具有良好的仿人特性。考虑到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。本文重点研究了混和驱动仿生腿的机构设计以及对各种路况下步态进行分析和对人工腿跟随控制,为智能假肢的研制打下良好基础。