脚限位器是约束宇航员脚部位置帮助宇航员实时掌控自身工作姿态，从而高效可靠地完成舱外各项复杂任务的关键装置。体积小、质量轻、操作简单、结构紧凑、能灵活实现人力姿态操控是脚限位器研制追求的目标之一。本文对关节式便携脚限位器的脚限位踏板、姿态调整单元、载荷限制单元及接口四部分分别进行了设计分析。提出了两种便携式脚限位器姿态调整单元中三个关节转向变位构型方案，详细阐述了方案的操控实现方式，并针对两个方案的设计目标参数逐一计算和分析，得到方案中的各项性能参数，依据此对方案进行了比较优选。分析载荷限制单元的承载实现原理，提出了三个载荷限制单元的承载方案并依据结构简单可靠等原则进行比较分析，设计并选取了载荷限制单元的支撑方案和承载机构。分别提出了脚限位器的脚限位踏板与接口部分的实现方案进行了设计分析。对选定的关节式便携脚限位器方案进行了结构设计与分析。对脚限位踏板及接口等部件根据性能要求进行了结构设计；对姿态调整单元的各关节结构进行了设计和计算分析；运用有限元软件对部分关键零部件进行了应力及应变分析；根据力学性能要求和脚限位器的结构特征对载荷限制单元的弹性元件进行了结构设计和分析。运用ADAMS建立脚限位器的三维实体模型并进行了动力学模拟仿真，验证了运动时姿态调整关节的操作情况，得到运行时关节相对运动的速度和加速度曲线。对载荷限制单元的弹簧受力情况进行了仿真分析验证，模拟受到恒定载荷及冲击时载荷限制单元支撑构件的运动情况，对载荷限制单元的缓冲性能和抗冲击能力进行了仿真分析。