手和手腕在人们日常的工作、学习和生活中起着至关重要的作用,人类大部分活动都离不开手的参与。因此,研制一款轻巧、灵活、便捷的假肢手/腕系统将会给上肢残疾人士的生活带来巨大的便利。一些欧美国家早在20世纪中叶便开始对假肢进行研究,我国在这方面起步较晚,技术相对落后,因此研制一款先进的仿人智能假肢手/腕系统对于提升我国假肢的研发能力显得格外重要。本文根据HIT-VI假肢手和手腕的机械结构与功能需求,设计其电气系统。并在此基础上,完成传感器信号的处理和系统参数的获取。最后对假肢手和手腕的运动和抓握控制进行研究。机械结构决定了假肢手/腕的灵活程度,而电气系统则是充分发挥其功能的关键。本文设计并制作一整套应用于假肢手和手腕中的模块化、集成化且高稳定性的电气系统。该系统具有驱动直线电机、直流电机,实时采集并处理多路传感器数据,执行控制算法,完成模块间高速且稳定通信等多种功能。此外,电气系统中所有的PCB电路板都安装在假肢手和手腕中。在负反馈控制系统中,反馈信号的质量和系统相关参数是否已知往往影响着闭环系统的控制精度以及稳定性。本文着重对电机的电流数据、位置信息进行处理,并完成电机转速的估计,以实现电气系统和机械结构的安全且平稳地运转。在此基础上对电机的参数进行辨识,以完成电机的精确控制。最后对假肢手和手腕的功能进行验证。为评价假肢手/腕系统的灵活性,本文设计实验,通过手/腕协同的方式控制假手指尖在笛卡尔空间中进行轨迹跟踪运动控制。为验证假肢手的抓握能力,本文提出一种有效的控制方法,完成假手在抓握不同材质物体时,平稳地实现抓取力的控制。最后设计实验,控制手/腕系统完成日常生活中的简单操作。