随着社会的进步和机器人技术的发展,人们对仿生灵巧手的关注越来越重视。本文依据人体仿生学、机器人学、机构学、计算机等科学技术,研制了一套新型的仿生手。它既可以用在机器人末端做执行机构,也可以用在被截肢患者手臂上,满足日常生活需求。首先,本文综述了国内外仿生灵巧手的发展现状,分析了仿生手的优点与不足,通过比较现有的驱动方式,计算传动力矩和转速,确定了传动方式。再依据成年人手的生理结构和仿生学设计了仿生手的机械结构。该结构采用模块化设计,包括五指模块和手掌模块,尺寸与成年人手接近,具有结构简单、轻巧灵活、成本低的特点。其次,对仿生手进行数学建模和分析。利用D-H法建立仿生手运动学模型,得出正逆运动学方程;分析了仿生手的工作空间和抓握范围;应用拉格朗日法建立动力学模型并对其进行静力学和动力学分析,为仿真和控制提供理论依据。然后,对仿生手进行仿真,包括动作仿真和抓握仿真,验证其结构的合理性、工作空间和运动性能。同时进行了单根手指的PID控制,获得各关节角速度、角加速度及力矩的变化规律,研究手指在抓握过程中的特性。最后,生产样机,进行仿生手抓握物体实验。绘制出仿生手零件图,并进行加工及装配。选择合适的驱动芯片,实现对6个电机的控制。测试仿生手的指尖输出力,分析各指尖的输出特性及产生差异的原因。模拟五指抓握物体的运动过程,验证了仿生手结构的合理性及抓握特性。