仿人机器人因为具有类人的双足行走功能而具有很广阔的发展前景,但是目前的仿人机器人驱动存在着柔性不足等缺点,因此研制出类似于人类肌肉特性的柔性驱动装置具有深远意义。仿人机器人如果具备了这种可以改变自身柔顺的特性,在完成各种动作时就能具有更好的适应性并降低系统的能耗。本文依据生物骨骼肌肉的Hill三元素模型,提出以运动单元、阻尼单元和弹性单元组成的仿生肌肉模型,实现对生物肌肉的仿生;给出了仿生肌肉关键零部件的设计过程,介绍了仿生肌肉的几种工作状态;利用软件建立了仿生肌肉的三维模型,对模型进行分析得到合适的阻尼系数,从而完成阻尼单元的设计;通过模拟Hill和Baratta的实验过程,对仿生肌肉模型进行动力学分析发现本文所设计的仿生肌肉在力-速度关系和力-肌肉长度-速度关系上符合Hill方程和Baratta三维数学模型;研究了仿生肌肉收缩后在无驱动和无负载的情况下长度变化情况,发现和生物骨骼肌肉性质一致,均能回复到肌肉的原始长度;依据人体的参数建立了人体下肢模型,在ADAMS中利用设计的仿生肌肉驱动下肢模型,通过设置合理的仿真参数,能够得到与人体自由步态实验数据相符合的髋关节的角位移曲线。本研究为仿人机器人的柔性驱动提供了一种新思路。提出的仿生肌肉经过仿真验证,其性质与Hill和Baratta的生物骨骼肌肉性质描述相似。仿生肌肉应用于人体下肢模型驱动所得与人体自由步态相符的髋关节运动,验证了所提方案的可行性。