为改善被动行走机器人的步态特性，受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发，提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型，并研究了其非线性动力学特性。将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器，建立仿生躯干被动行走机器人的动力学模型。分别研究仿生躯干的等效弹性系数、等效阻尼系数、等效质量对被动行走机器人的行走步长和步行速度的影响规律，并与刚性躯干模型的结果进行对比。研究结果表明：相比于刚体躯干，仿生躯干使得被动行走具有更加丰富的步态行为；仿生躯干柔性不仅影响被动行走的行走步长及行走速度，还影响被动行走的稳定性；适当的躯干柔性可以在维持稳定周期步态的同时，提高被动行走机器人的行走步长及步行速度；与刚性躯干相比，带仿生躯干的被动行走步长能提高12%，行走速度能提高2%。