人们一直在不同的领域对于自然界最灵巧的“机构”--人手从事研究和模拟，譬如机器人的灵巧手，虚拟人的虚拟手等。虽然现在已有很多研究成果进入了实际的应用，但其还是远不如人手灵活、易控，仍需进行不断的探索研究。 本文根据手部自身的物理特性和生理特性，将机器人学、机器人仿真技术、虚拟人技术和计算机动画等学科进行充分的结合。采用灵巧手的分析方法对手的结构进行理论分析；采用分层建模技术，建立以人手为原形的虚拟手；通过对灵巧手的理论分析，为虚拟手的运动奠定了理论基础；通过虚拟手的建模、运动等技术，为灵巧手的仿真引入了新的元素。论文的主要工作为： 从手的解剖学结构出发，理论上确定了手的链杆模型：对该链杆结构进行结构分析，确定了关于MP关节新的理论研究结构；为了完成对掌运动，在拇指的腕掌关节结构上加入了自旋自由度；分别对中指单指和拇指单指这两种典型结构进行了运动学、动力学分析和仿真。 采用DirectX技术和分层建模技术，对手部进行初始静态建模。骨骼层满足参数化和模块化要求；肌肉建模采用横截面控制法；形象逼真的完成了手部的建模。 应用运动学分析结果，结合解剖学中的手部运动约束条件，引入机器人学中的轨迹规划技术，完成对手部运动的控制；采用基于轴变形实时肌肉变形技术完成运动时的肌肉变形分析。模型不仅能逼真地动画结果，而且其运动的易控、精确。 使用DirectX、VC++、Delphi和Matlab结合的编程方法，完成了系统软件的编写，将系统软件分为主程序和控制程序两部分，主程序完成模型建立、运动学计算、动力学计算，实时动画计算、动画仿真等算法；通过控制程序实现了模型的参数输入、运动控制和仿真结果显示，对手语位姿和握拳运动的模拟实例验证了理论分析结果的正确性。