Los dispositivos de estiramiento de piernas son uno de los principales instrumentos utilizados para mejorar la función humana. Para resolver las limitaciones de los productos de estiramiento de piernas existentes, como la función única y el bajo grado de coincidencia, se estudió en este documento un dispositivo de estiramiento de piernas que satisface la ergonomía. En primer lugar, se aplicó la metodología de superficie de respuesta del diseño Box-Behnken (BBD) para establecer un modelo de regresión para la fuerza de la pierna. En segundo lugar, se realizó un análisis de movimiento en el mecanismo de elevación de la pierna utilizando métodos analíticos, y los datos del modelo se acoplaron mediante el software Creo Parametric y el Análisis Dinámico Automático de Sistemas Mecánicos (ADAMS) 2019 para desarrollar el modelo cinemático. Luego, se estudiaron las características del movimiento durante todo el proceso y se obtuvieron las curvas de parámetros de movimiento. A continuación, se empleó el software ABAQUS 2022 para crear el modelo de simulación de elementos finitos del dispositivo de elevación de la pierna, y también se analizó la resistencia de los componentes clave. Finalmente, se fabricó un prototipo del dispositivo y se validó experimentalmente con la elevación de la pierna. Los resultados muestran que, en el caso de diferentes alturas y pesos, el ángulo de elevación de la pierna humana tiene un efecto significativo en el estado de fuerza durante el proceso de elevación de la pierna. Cuando la pierna se eleva entre 0 y 30 grados, la fuerza sobre la pierna es pequeña. A medida que aumenta el ángulo de elevación de la pierna, también aumenta la fuerza sobre la pierna. En el proceso de elevación de la pierna, la velocidad angular y la aceleración angular del mecanismo de elevación de la pierna cambian de manera más suave, y no hay una mutación obvia. El estrés máximo de la varilla de accionamiento es de 102.5 MPa, el estrés máximo de la varilla de elevación es de 88.12 MPa, y el estrés máximo de la placa de colocación de la pierna es de 40.5 MPa, todos los cuales cumplen con los requisitos de resistencia y proporcionan una referencia para la investigación del dispositivo de estiramiento de la pierna humana.