本文课题来源于中央高校基本科研业务费专项资金项目“基于人体运动系统的仿人机器人研究”。仿人机器人由于其双足行走方式而较其他机器人具有更广泛的应用前景,机器人足部作为机器人运动系统中重要的组成部分,是影响机器人行走性能的关键因素。而人体足部是自然界长期进化的产物,基于其结构形态和步态特性的仿生设计是机器人领域的重点研究方向,是使机器人具有与人体一样的行走灵活性、步态平顺性和缓冲吸震性能的必然途径,对仿人机器人最终走向实际应用具有重要意义。本文在深入研究人足骨骼结构、关节驱动、足弓构成和步态特性的基础上,论述了在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性和步态平顺性的作用机制；基于空间并联足弓结构提出了仿生机器人足部的概念设计,按照仿生足的概念设计在Pro/E中完成仿生足的结构设计,参照人体足部肌肉驱动方式设计了4条对仿生足关节驱动、维持足弓和刚柔性调节起重要作用的直线驱动柔索；由人体足部运动学实验,得到人足运动时足部部分关节及足弓的形变数据,利用这些数据在Pro/E的Mechanica模块中对仿生足先进行全足支撑相下的有限元分析,通过优化仿生足的结构形状、簧片尺寸、弹簧系数等参数,使仿生足表现出与人足类似的生物力学特性；再在其他几个支撑相通过对驱动力大小和施加方式的设计,使仿生足的关节、足弓与人足具有相同的变形模式,使分析得到的足底反力接近于人体足底压力实验得到的压力数据。本本针对当前整体式平板足部柔性不足和步态僵硬问题,为仿人机器人足部的设计研究提供了新的思路。提出的机器人足部的直线驱动方法,使仿生足的刚柔调节不再局限于结构的设计,还可以通过足部驱动力的设计来改变机器人足部的力学特性。