介绍了一种新型3自由度串并混联型腿部机构——全向运动仿生腿,并对该腿部机构进行数学建模。基于全向运动仿生腿的特殊构型和运动形式,提出了一种多方法联合的运动学建模方法,根据不同部分的特点分别应用旋量法和几何法进行单独运动学建模,再结合影响系数法得到整机运动学模型。所提方法可以降低从整体的角度进行建模的难度。采用拉格朗日法建立了全向运动仿生腿的动力学模型。通过仿真及样机实验验证了全向运动仿生腿理论模型的正确性。