外骨骼式机器人是目前机器人研究中的前沿领域，是各发达国家争先研究的课题之一，特别是应用于军事上的单兵作战之中。本文作者基于人体仿生原理设计了一种外骨骼式机器人。首先，根据人体手臂生理结构和仿生学来设计外骨骼机械手臂的机械结构。机械结构包括小臂机构、大臂机构和肩部机构，在设计中采用CAD/CAE技术，利用Pro/E三维软件建立了外骨骼机械手臂的三维模型，并在设计时考虑外骨骼机械手臂所需要完成的各项功能。利用D-H方法对外骨骼机械手臂进行了运动学分析，建立了外骨骼机械手臂的正逆运动学方程，并对正、逆运动学方程进行了验证。按照人体手臂的运动方式设计了外骨骼机械手臂的驱动系统，设计和计算了液压缸的驱动系统，选择了液压系统的各个元件。基于ANSYS软件对外骨骼机械手臂进行了静态特性分析以及动态分析研究，验证了部件结构和整体设计的合理性。最后，对外骨骼机械手臂的驱动系统稳定性进行了详细研究，特别是平衡阀和伺服换向阀的稳定性研究。