外骨骼机器人作为重要的辅助工具,穿戴者和外骨骼机器人需要融为一体进而辅助工作。但在外骨骼机器人的使用过程中,由于穿戴者保有一定的运动能力,所以在穿戴外骨骼机器人的过程中经常发现,外骨骼机器人运动轨迹与穿戴者的期望轨迹存在一定差异(即运动不相容),造成穿戴者不舒适,甚至额外伤害,外骨骼机器人将不再是助力而成为行走的负担。本论文从人体的主观感觉出发,基于复杂网络理论构建人体下肢肌肉表面肌电信号功能网络,明确表面肌电信号与运动相容性的关系,通过能量分析设定人-机运动相容性的特性指标。主要的研究内容如下:1.下肢肌肉表面肌电信号功能网络构建采集不同运动相容状态的多通道下肢表面肌电信号,利用移动窗分模式、分阶段提取特征向量;选择各通道表面肌电信号作为节点,分析各通道信号间的相关性,通过阈值选择构造邻接矩阵;探讨整个步态周期过程中下肢肌肉的协同工作机制和演变规律,证明下肢肌肉功能网络的小世界属性。2.表面肌电信号功能网络拓扑结构分析构建不同运动相容状态的下肢表面肌电信号功能网络,利用复杂网络理论进行网络拓扑结构分析,通过节点特性指标计算,深入分析不同状态的网络统计特性和共异性;通过分析各节点的重要度指标,确定相容性识别任务中下肢肌群激活程度变化显著的电极位置,揭示下肢表面肌电信号与相容性模式更替间的关系。3.人-机运动相容性特性指标设定针对下肢表面肌电信号的周期性特点,利用关节角度将不同运动相容状态的下肢表面肌电信号分成支撑期和摆动期,构建各时期的表面肌电信号功能网络;通过对表面肌电信号功能网络和运动信息进行定量及定性分析,定义转换能量函数以确定下肢运动各肌肉从支撑期到摆动期提供的能量;通过能量分析设定人-机运动相容性的特性指标,为外骨骼的结构和控制系统设计提供理论依据。