本文主要以实验分析人体下肢关节以及足部结构的运动学特性和骨骼肌的伸缩特性,将其映射到仿人机器人行走运动问题的研究,为人体运动系统内部机制的仿生研究提供重要依据,对仿人机器人的研究和研制具有重要理论意义和经济意义。本论文主要完成工作：1)在前期人体步态运动学实验初始数据的基础上,通过对其再处理获得人体下肢关节三维运动学参数；2)根据人体足部运动特点和五段足模型设计人体足部运动实验以获取支撑脚在不同行走步长下关节结构的运动学参数；3)依据仿生学理论基础,以实验对象的下肢结构为参照在PROE软件中建立具有仿生足部模型的仿人机器人下肢骨骼模型。将模型导入ADAMS建立两种仿人机器人下肢骨骼运动学仿真模型并作运动学仿真,一是矢状面运动模型即二维运动模型,另一个是矢状面+冠状面运动模型即空间三维运动模型；4)参照肌肉起止点或代起止点关节坐标位置数据,对下肢骨骼模型布置肌肉模型,经过运动仿真获取仿人机器人下肢骨肌模型的肌力线长度变化曲线。本研究解决了前期研究者针对人体自然步态实验数据利用的局限性和不准确性问题,获得相对更精确的人体下肢步态特征参数和运动学数据；设计了足部运动捕捉系统,并提出了一种基于MATLAB图像处理技术的人体足部运动学参数获取方法；建立了仿人机器人下肢骨骼肌肉二维和三维运动学仿真对比模型,将肌肉模型的肌力线长度的变化规律作为研究仿人机器人行走运动的重要内容,并说明仿人机器人三维运动模型以及冠状面内自由度的必要性。