本文以人体前十字韧带及膝关节前向不稳患者为研究对象,从膝关节韧带的形态、结构、成分、组织、功能等因素入手,对韧带实现稳定膝关节、保护膝关节以及利用反射弧防止膝关节过屈或过伸运动的功能进行了耦合研究。并运用三维动作捕捉系统,捕捉正常人与膝关节受到外力冲击后前十字韧带断裂导致膝关节前向不稳患者的行走姿势,对其步态进行时间距离指标、运动学指标及动力学指标进行分析,对比患者伤后代偿步态与正常步态的差别,总结代偿步态的耦合特性,得到的数据显示前十字韧带断裂后人体步态的改变是多因素耦合的结果,包括动力性稳定结构的适应性变化、损伤侧主要关节如髋踝关节相应的代偿性改变以及未受伤侧代偿等因素。上述对人体前十字韧带及膝关节前向不稳患者步态的研究为解决机器人行走部件出现问题后不能行走的仿生研究提供了解剖学、运动学及动力学基础,为解决机器人行走问题提出了新的思路。