Respostas:
Eu procuraria em um mecanismo de física como Box2D ou Nape . Esses mecanismos vêm com várias juntas diferentes que você pode usar para animar muitas coisas diferentes. Aqui está um exemplo das diferentes articulações / restrições possíveis.
Na página inicial do Box2D (para Flash), você também encontrará um exemplo de Ragdoll que provavelmente se aproxima muito do que você está tentando alcançar. Talvez você possa tomar o código de exemplo ragdoll como ponto de partida para suas próprias modificações?
Confira o tutorial de animação do esqueleto no Rookscape. É baseado em VB, mas a teoria deve ser sólida. Também dê uma olhada em alguns dos outros tutoriais, se necessário ...
HTH
Eu definitivamente daria uma olhada em alguns dos princípios subjacentes nos movimentos esqueléticos.
Contexto geral: http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_kinematics
Boas fotos aqui: http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_ik.htm
Esse cara estava fazendo figuras em stick 2D: http://www.chrishecker.com/Inverse_Kinematics