交通事故以及自然灾害的频发造成截肢患者的数量大幅增加,但目前的医疗技术尚不能使肢体再生,因此,安装假肢就成了截肢患者恢复行走功能的唯一手段。假肢膝关节是下肢假肢最重要的功能部件。相较于采用气压式和液压式阻尼器的假肢膝关节,磁流变阻尼假肢膝关节具备阻尼可控、能耗低、对外界激励响应快等特点,已成为假肢膝关节研究的热点方向之一。但现有的磁流变阻尼假肢膝关节多采用单轴结构,并且使用的阻尼器多是工业化的产品,无法保证人体在运动过程中的步态仿生性和舒适性。因此,研制一种具有良好运动步态且自主适应能力强的假肢膝关节具有重要的学术意义及实用价值。本文基于人体运动过程中的步态特征,设计了一种用于下肢关节运动状态检测的装置。获得了人体在进行平地行走、上下楼梯和上下斜坡等五种步态时各关节的屈曲角度。绘制了人体下肢运动棍棒图和步态周期图,并分析了人体下肢关节的运动规律,为假肢膝关节的设计与控制提供理论支撑。根据对膝关节瞬心轨迹与稳定性的研究,选用双摇杆作为假肢膝关节的运动机构,并确定了双摇杆机构的构型以及尺寸;同时以体积小、能耗低为优化目标,采用多目标遗传算法得到了磁流变阻尼假肢膝关节中所使用的磁流变阻尼器的结构参数,并对优化后的磁流变阻尼器进行了实验研究。将双摇杆机构与磁流变阻尼器一体化结合,实现了假肢膝关节的设计目标。为了实现对磁流变阻尼假肢膝关节的精准分析和控制,对其进行了运动学与动力学建模。构建了包含大腿与小腿的下肢假肢膝关节简化模型,采用末端坐标法对其进行了数值模拟,获得了各关键点的运动学参数;根据达朗贝尔原理,使用动态静力分析方法建立了下肢假肢膝关节的动力学分析模型,建立了阻尼器输出阻尼力与膝关节驱动力矩之间的关系,为双摇杆假肢膝关节的仿真与控制奠定基础。根据人体下肢的运动规律与动力学分析的结果,结合动力学分析软件ADAMS,对人体假肢膝关节在平地行走、上下楼梯、上下斜坡等五种常见步态下的运动进行了仿真分析,获得了假肢膝关节的运动规律以及磁流变阻尼器的工作情况,验证了基于磁流变阻尼器的双摇杆假肢膝关节设计的合理性。