多指灵巧手在太空探索、核能开发、医疗器械等领域有着广阔的应用前景。近二十几年来,由于工程应用的迫切需要,多指灵巧手的研究工作得到了迅速的发展,并已逐渐成为一个专门的研究领域。超声电机具有体积小、重量轻;自身不产生磁场亦不受磁场、辐射和真空的影响;低速大的扭矩,可直接驱动负载等特点,使它适合作为机构受到约束的灵巧手的驱动器。本文以超声电机为驱动单元、由弹性线作为传动装置设计了一种仿人灵巧手。该灵巧手具有5个手指,每个手指具有4个自由度,共20个自由度分别由20个超声电机驱动。所设计的灵巧手将全部超声电机置于掌内,具有独立的手部结构;重量估计不超过1kg。为了检验设计方案是否能达到预期的效果,运用ADAMS分析软件对灵巧手模型进行了运动学和动力学的仿真,仿真结果表明设计方案合理可行。其次,以DSP+CPLD为核心控制器建立了5指灵巧手的运动控制系统。设计了以运动控制芯片TMS302F2812为核心的控制系统,包含DSP系统电路、驱动超声电机正反转电路、传感器信息采集电路、超声电机调速电路。完成了5指灵巧手的运动控制系统软件编制,包括系统初始化模块、关节回零模块、关节运动控制模块。采用Bang—Bang控制和增量数字PID控制相结合的控制方法实现了灵巧手关节位置反馈控制。