类人机器人的研制涉及机械、电子、材料、控制等诸多学科,代表着一个国家的高科技发展水平,同时也是人类梦寐以求的目标。自从20世纪90年代开始,类人机器人的研究已经从单纯模仿人类双足行走发展到了全方位类人的阶段。国内对类人机器人的研究起步比较晚,尤其是对上肢体的研究工作更是刚刚开始。类人机器人上肢体主要包括腰部、头部、手臂(包括手指)三大块,自由度数远超出下肢,因此其运动学和动力学问题也极为复杂。本文在分析总结国内外类人机器人研究成果的基础上,对类人机器人上肢体的结构设计、理论研究和样机仿真做了如下研究工作:首先,按照人类上肢体的尺寸比例及运动规律,根据设计要求和任务动作要求,完成了上肢体的自由度配置和结构设计,同时给出电机及传动部件,惯性传感器,电池组和控制系统的选型过程。用D-H方法建立6DOF手臂及上肢体整体的坐标系,解决了手臂的运动学正、逆问题,推导了手臂的速度雅可比矩阵和动力学方程的形式。给出上肢体的运动学动力学分析方法,分析了类人机器人腰部对手臂工作空间的影响以及对机器人整体稳定性的补偿作用。最后,用ADAMS软件进行动力学仿真,包括两种腰部结构的仿真比较,6DOF手臂的空间复杂轨迹跟踪的仿真,以及上肢体的存在对类人机器人行走时动力学性能的影响。