本文以机器人灵巧手为研究对象，在对国内外研究现状进行深入分析的基础上，主要研究九自由度三指灵巧手的结构优化设计和抓取性能两个方面。首先从各个方面对机器人灵巧手的诸多设计元素进行详细的分析与论证，其中传动方式是结构设计的关键，也是灵巧手结构设计的难点；本文在具体分析传统的传动方式后提出连杆传动灵巧手指结构，这种灵巧手指结构和传统方式相比有明显的优势；其次对该新型手指结构的等效机构模型进行运动学分析，为了保证灵巧手指运动的连续性，要分析灵巧手指机构可能出现的不定位形，据此设计手指机构的运动零点和运动范围等一些运动参数；灵巧手指的性能和它的三关节的尺寸关系有直接的联系，本文将通过对手指机构的工作空间、灵巧性、运动传递性和负载传递性等性能进行分析，定义相应的性能指标，并在解空间内画出相应的性能图谱；由这些直观的性能图谱，在解空间内找到较优解空间，优化灵巧手指机构的结构参数，并从中拾取一点作为样机设计的结构参数；灵巧手指设计中各关节的设计是关键。本文将给出一些主要零部件的设计思路和草图；并且优化指间距，将三个手指合理地布置在腕平面上就得到了一个完整的机器人三指灵巧手。最后通过对人手抓取过程的分析，概括出机械灵巧手的抓取类型；对手进行运动学分析，推导整手雅可比矩阵；分析整个灵巧手的抓取稳定性和抓取灵巧性，并画出一些相应的性能图谱，这些图谱可以用来评价灵巧手的抓取性能