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随着老龄化问题加重以及下肢残疾人口数量增加,对康复训练和辅助行走类医疗器械的需求也逐步加大。带有动力驱动的下肢外骨骼机器人能够协助部分或全部丧失行走能力的人群直立行走,达到康复训练或辅助行走的目的。对外骨骼系统设计与实现成为了当前研究热点。然而,外骨骼使用过程中的安全问题却一直没有得到有效的解决,尤其是人机系统的摔倒问题尚处于初期研究阶段。如何提高人机系统的稳定性以及评估人机摔倒后果等关键问题亟待解决。本文通过稳定性判定原理、人机摔倒实验和有限元碰撞仿真来对人机摔倒的原因、过程和结果进行详细的分析,从而获取摔倒运动特征以及评估预测人体损伤情况。主要内容总结如下:（1）从人体摔倒出发,对人机摔倒行为进行了定义,并对摔倒的种类和损伤情况进行了划分。将外骨骼使用过程分解为起立、行走和站立三个阶段,采用零力矩点和支撑多边形原理对摔倒的原因进行了分析。（2）建立了人机摔倒实验平台,并进行了摔倒模拟实验。采用包含8个高速摄像机的运动信息采集系统对人体穿戴外骨骼摔倒过程进行记录。实验包含单独人体摔倒和人机系统摔倒,分为前向、侧向和后向摔倒。利用软件对摔倒过程进行建模重现,获取了摔倒过程中人体姿态的变化情况,并采集了头部速度数据,参数化分析人机摔倒过程。（3）基于有限元法对人机系统摔倒碰撞进行了仿真分析。利用三维软件对外骨骼建模,结合人体全身站立模型M50-PS,构建了人体穿戴外骨骼的三维模型。通过前处理软件对人机系统进行了网格划分,根据实验所获取的数据对摔倒初始条件进行设定,并最终得到人体碰撞生物力学响应结果。结果表明,在无初始速度且不采取任何保护动作的情况下,头部与地面的碰撞速度达到6.5m?s-1,会造成创伤性脑部损伤。其它部位未发现骨折现象,但存在局部擦伤和挤压。（4）根据人机摔倒特征,设计了摔倒缓冲姿态。人机系统采取缓冲姿态后,后向摔倒臀部与地面的撞击速度由4.7m?s-1降低至3.0 m?s-1,且能避免头部受到撞击。正向摔倒膝盖与地面撞击速度只有2.8m?s-1,且可以对头部进行防护,降低了摔倒的风险。本文所做的研究工作,填补了外骨骼在摔倒损伤评估方面的空白,也进一步促进了外骨骼在安全性方向的研究。