为了更好映射人体动作，同时在减轻机械臂自重的基础上提升负载能力，基于人体上肢的肌肉运动机理与骨骼特性，设计一种七自由度气电混合拮抗式仿生机械手臂，采用气动肌腱和伺服关节电机作为驱动源，利用运动学分析机器人末端执行器的位姿和关节角度，规划卧推动作运动轨迹，蒙特卡罗法仿真工作空间。搭建气动肌腱性能测试平台，对气动肌腱的拉力、收缩率、气压之间的关系进行数据测试，采用多项式回归拟合模型选择算法进行曲面拟合，建立三种型号的气动肌腱数学模型。通过仿生机械臂利用PID控制器对回归模型验证，腕部和肘部稳定响应角度精度≤±1.0°,臂长1.08　m,臂重≤18　kg。结果表明，该方法能够有效拟合气动肌腱的非线性关系，拟合优度高。