针对传统机器人关节难以满足现代机器人越来越高的性能需要，根据仿生学原理，模拟生物体结构设计了人工肌肉驱动的仿生膝关节。为了使仿生膝关节在要求的运动范围内有最优的有效力传动性能，建立了该仿生膝关节传动角的多变量非线性数学优化模型，对其仿生结构进行了结构优化。通过仿真对比分析，优化后的结构比优化前的结构在有效力传动性能方面有了较大提高。本文为仿生关节的设计及优化提供了一种新的思路。