Respuestas:
Buscaría un motor de física como Box2D o Nape . Estos motores vienen con varias articulaciones diferentes que puedes usar para animar muchas cosas diferentes. Aquí hay un ejemplo de las diferentes articulaciones / restricciones posibles.
En la página de inicio de Box2D (para Flash) también encontrará un ejemplo de Ragdoll que probablemente se acerca mucho a lo que está tratando de lograr. ¿Quizás podría tomar el código ragdoll-example como punto de partida para sus propias modificaciones?
Echa un vistazo al tutorial de animación esqueleto en Rookscape. Está basado en VB pero la teoría debería ser sólida. También eche un vistazo a algunos de los otros tutoriales si es necesario ...
HTH
Definitivamente, echaría un vistazo a algunos de los principios subyacentes en los movimientos esqueléticos.
Antecedentes generales: http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_kinematics
Buenas fotos aquí: http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_ik.htm
Este tipo estaba haciendo figuras en 2D: http://www.chrishecker.com/Inverse_Kinematics