随着科技发展与社会进步,对多指机器人灵巧手的研究已经成为众多高校所研究的对象。在机器人灵巧手的研究领域,灵巧手的机械结构、驱动与控制方案仍然是最为核心的课题。仿人机械手的研究已经集中了机构学、通信科学、控制论、电工电子等许多专业的内容,这使仿人机械手系统显得过于复杂、庞大。本文在总结前人研究工作的基础上,设计了了一种基于腱绳传动的欠驱动灵巧手,通过利用欠驱动机构和腱绳传动方案,实现对抓取物的自适应性,使欠驱动五指灵巧手在工作时更像人手。本文主要进行了以下四方面的研究：(1)根据人手的生理特点,分析了整手的自由度和运动特点,建立了灵巧手机构原理简图模型。(2)设计了灵巧手与主操作手机械系统。首先,设计了使用带霍尔编码器的直流电机驱动、由直齿齿轮与蜗轮蜗杆组合进行传动的灵巧手机械系统,这使传动具有不可逆的效果,也使结构更简洁、动作灵活、输出作用力大、控制方案容易实现。其次,介绍了使用腱绳驱动单关节的机构原理,探讨了这种机构的运动特点,提出一种腱绳顺序驱动手指关节运动的方法,并且使用MatLab Robotics Toolbox对手指的运动空间进行仿真与分析,结果表明该方法使得欠驱动五指灵巧手有了更大的活动空间。最后,对主操作手的机械结构、数学建模做了介绍,并使用ADAMS对主操作手的机械结构做了运动力学的分析。(3)设计了灵巧手控制系统。介绍了主操作手信号采集电路与编程基本思想,并分别从软件与硬件方面对欠驱动五指灵巧手的控制系统做了详述。(4)进行了串口通信实验、电机控制实验、关节信号采集以及基于灵巧手试验平台的综合控制试验,试验结果表明,所设计的灵巧手初步实现了手指的运动控制,且机械系统与控制系统运行稳定、具有可靠。