负重步行是人类日常活动中最为常见的运动,利用外骨骼对负重步行中的下肢进行助力,能够节省人体运动的代谢能耗。本文进行了下肢生物力学建模与计算,来量化髋、膝和踝关节的生物力学特征,研究踝关节外骨骼通用型辅助策略来降低步行代谢,分析得到了个体间的助力差异性,据此探索个性化的踝关节外骨骼助力策略,进一步优化了外骨骼助力效果,最后在实验平台上验证了通用型和个性化的踝关节外骨骼助力策略。论文的研究为负重步行下的踝关节外骨骼助力策略提供了新思路与工程科学方法,主要研究和成果包括:（1）人体下肢步行的生物力学研究。分析关键肌肉的功能与构造,基于肌肉力与代谢能数学模型,计算负重对关节力矩与关键肌肉功率的影响,量化髋、膝和踝关节的动力学特征,研究得到:相比髋膝关节,负重步行下踝关节具有更大的辅助潜力。（2）踝关节外骨骼通用型助力策略。搭建人-外骨骼耦合动力学仿真平台,设计了不同助力时刻组成的助力曲线,研究由四条助力曲线构成的通用型助力策略对于负重步行代谢的影响,研究得到:个体间存在助力参数的差异,较晚的助力峰值时刻能够实现更好的助力效果,使净代谢能下降6.85±2.35%。（3）踝关节外骨骼个性化助力策略研究。在人-外骨骼耦合动力学仿真平台中,以负重步行代谢能最小为目标函数,利用贝叶斯优化算法迭代优化助力曲线的起始时刻和峰值时刻,寻找踝关节外骨骼的最优助力参数,研究得到:个性化助力策略优化得到的外骨骼参数,能够进一步降低7.56±2.09%的净代谢能耗。（4）踝关节外骨骼助力策略的实验验证。在踝关节外骨骼实验平台上进行7个受试者的负重步行助力实验,比较穿戴无助力与助力情况的代谢能变化,验证通用型辅助策略,发现:效果最好的助力曲线使净代谢下降9.6±9.8%,外骨骼助力参数存在显著的个体差异性,助力效果存在进一步优化空间;验证个性化踝关节外骨骼助力策略,发现:个性化策略优化后的助力参数进一步降低净代谢至19.7±8.5%,贝叶斯优化算法收敛时间为14.4±2.6分钟。