仿人机械臂是当今机器人研究的前沿课题。随着社会需求与科学技术的发展，特别是服务型人形机器人的商品化与市场化，仿人机械臂的拟人特性成了机器人研究的新要求。仿人机械臂的拟人特性主要包含两方面:结构拟人化和运动拟人化。结构拟人化使机械臂外观与结构更接近人臂，而当机械臂看起来与人自身形状一样时，它就很容易引起人类操作者的“共鸣”，从而增强其心理舒适度。运动拟人化使机械臂如同人臂一样工作，人类作为自然进化的高等生物，其运动机理必然有着独特的优越性，以人臂的运动机理控制机械臂的运动必然将提高其效率。本文首先基于人体解剖学的相关研究，以人臂结构特征为基础构建了串联结构方式下所有符合条件的仿人机械臂构型。提出全局相对可操作度指标对机械臂进行运动灵活性分析，并筛选出最佳仿人机械臂构型。为仿人机械臂的设计提供了理论依据同时为后续的运动规划奠定了基础。其次基于人臂运动规律，针对仿人机械臂自由达点运动，提出“大臂少动，前臂多动”的运动规划思路，结合梯度投影法，提出一种基于关节自运动的机器人逆运动算法。该算法充分利用人臂的运动规律来实现对仿人机械臂的最终臂姿规划。然后基于任务优先级，针对仿人机械臂运送水杯这一任务，提出多任务约束仿人机械臂臂姿规划方法。该方法将人臂的运动规律融入到机器人的运动规划中，以人臂臂姿指标作为优化目标，从而实现仿人机械臂拟人化的目的。最后为本课题搭建了实验平台，该平台包含OptiTrack人体运动捕捉系统和仿人机械臂3D运动仿真系统两大模块，为课题研究提供实验支持与理论验证。