本书对多场景步态下人体下肢生物力学特性、静－动态足底压力识别下足部运动机理、人－机耦合运动匹配性与协调性、多关节协同助力外骨骼设计、下肢助力外骨骼性能综合评价等内容开展了研究。
随着仿生结构设计的创新突破、轻量化制造工艺的成熟普及，以及市场对低能耗、高便携辅助设备的迫切需求，可穿戴无动力式下肢助力外骨骼如今在工业作业、户外探险、日常康复等领域获得广泛关注。 人体增强是机器人学研究领域的一个重要分支，旨在降低人体代谢能耗、延迟疲劳、增加体速等。因此，能量俘获、存储及助力装置成为了当前可穿戴下肢外骨骼设计领域的研究热点。本书旨在不提供额外动力前提下降低人体运动的能量消耗，提出了一种以人机耦合运动一致性和协调性为设计输入，以能量俘获、收集与存储为核心技术，以用户穿戴舒适性和助力感知为评价指标的无动力辅助下肢外骨骼设计及性能评价方法。
唐欣尧，工学博士，西安理工大学艺术与设计学院数智创新设计系讲师。近5年，主持陕西省自然科学基础研究计划（青年项目）1项和校人文社会科学研究专项项目1项；指导陕西省大学生创新训练计划项目1项；参与重量项目和项目等纵向项目3项，企业委托横向项目3项；参与获批陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖2项；在国内外期刊发表科研论文12篇；授权国家发明专利2项。现任西安市科技专家、航空学会会员及设计工效学会委员，担任多个国际知名期刊审稿人。
研究方向：
（1）可穿戴外骨骼机器人；
（2）人机协同设计；
（3）智能健康装备开发；
（4）运动生物力学。
第1章 绪论 / 001
1.1 研究背景与意义 / 001
1.2 国内外相关领域研究现状 / 002
1.2.1 可穿戴下肢助力外骨骼相关研究 / 002
1.2.2 无动力下肢助力外骨骼研究现状 / 004
1.2.3 关键技术研究现状分析 / 012
1.2.4 无动力助力外骨骼存在的问题 / 016
1.3 研究内容 / 016
第2章 多场景步态下人体下肢生物力学特性分析 / 018
2.1 人体下肢骨骼-肌肉系统相关理论 / 018
2.1.1 下肢骨骼-肌肉模型 / 018
2.1.2 下肢运动控制相关肌肉 / 020
2.1.3 下肢生理参数与关节运动范围 / 023
2.2 足部运动与步态参数 / 025
2.2.1 步行周期及其术语 / 025
2.2.2 足部运动特性 / 027
2.2.3 足-地接触力 / 029
2.2.4 步行的运动学和动力学特征 / 029
2.2.5 步态分析与步态参数术语 / 030
2.3 多场景步态数据采集与仿真分析 / 031
2.3.1 多场景运动数据采集 / 032
2.3.2 人体肌骨模型仿真 / 033
2.3.3 运动仿真结果与分析 / 037
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