外骨骼作为一种增力辅助型装置,在近些年得到了广泛的研究,其通过采集人体运动信息,将机械装置的外在动力与人的智力相结合,达到主动或被动辅助人体动作的效果。当前对外骨骼技术的研究还不够成熟,主要存在能耗较高、穿戴后平衡稳定性差等问题。本文从实际应用出发,基于人体起立过程,研究并设计了一种可穿戴式的下肢助力外骨骼,探究穿戴外骨骼后所带来的稳定性问题,利用外骨骼力/位反馈完成人体起立、后仰失稳的动作预测,并辅助人体完成相应动作。本文主要内容如下:首先,基于人体生物力学,对起立过程关节运动特征进行分析;建立人体质心数学模型,使用光学捕捉设备对起立动作进行参数采集,针对所采集的离散数据不能很好的表征人体运动规律这一问题,基于最小二乘法通过Boltzmann函数对各关节运动角度进行拟合并重新规划得到关节角位移的规划轨迹;此外,使用运动仿真软件建立了人体起立过程仿真样机。其次,对下肢助力外骨骼进行设计及结构优化。建立了起立过程的力学模型,分析外骨骼辅助下人体各关节的受力情况;为减小结构占用空间并提高辅助推力效果,建立了下肢助力外骨骼支撑结构五杆模型,并基于Pareto占优理论对各杆长进行多目标优化;对外骨骼各部分进行设计,使用Pro/E建立样机三维模型,对外骨骼膝关节动力、执行机构等进行了选型,完成外骨骼结构的加工和整体装配。然后,对辅助起立过程平衡稳定性进行分析,基于零力矩点（ZMP）理论,利用ADAMS中建立的人体起立模型对正常起立及规划轨迹下的起立动作进行了稳定性分析;此外,由于坐姿下穿戴者在力学分析上并非稳定结构,因此探究了人体上半身在矢状面内后倾动作对整体稳定性的影响;基于足底压力中心（COP）信息及髋关节角度信息,提出人体起立和倾倒的预测方法及相应的外骨骼响应动作控制算法。最后,搭建外骨骼控制及调试平台,在此基础上对外骨骼进行了辅助起立实验和后仰倾倒测试,以验证所设计外骨骼系统的可靠性及算法的可行性,实验表明所设计外骨骼能够有效起到辅助起立的效果,且发生矢状面失稳时能够快速响应人体动作。