人手是世界上最灵巧的“机构”，是一个轻质量、高精度、柔顺性好的多关节体系。随着工业技术的发展，人们对于仿人灵巧手的研究越来越深入，致力于不断提高仿人灵巧手的仿生性能。同时，随着灵巧手的智能化发展，对其驱动器的性能要求也越来越高。传统驱动器在灵巧手的应用上存在着各种各样不同的问题，对于灵巧手的发展存在一定的限制，在此背景下，具有仿生学性能的气动肌肉越来越受到青睐。气动肌肉是一种将气动力转化成输出力的气动驱动器，较传统气动执行元件有输出力/自重比大，柔顺性高，安全可靠等突出优势。将气动肌肉作为机器人驱动器可以实现直接驱动，无需安装减速装置和传动机构，这一优点大大减轻了仿人机械手的重量和成本，使灵巧手具有更好的仿生性和柔顺性，因此气动肌肉被大量运用于机器人臂以及灵巧手的手指关节的驱动。本文在此基础上，设计了一个尺寸和关节运动范围接近人手的类人灵巧手，该灵巧手由气动肌肉驱动，包括三个类人手指，每个手指有多个关节，能够实现类人手的多自由度运动，具有良好的仿生性。本文的主要进行了如下工作：（1）分析了气动肌肉常用数学模型，并通过实验对比的方法，提出了一种新型气动肌肉的数学模型，该模型考虑了实际情况，与实验曲线比较吻合，能够很好的反应气动肌肉本身的静态特性。（2）运用三维造型软件仿照人手的尺寸与功能设计了多自由度的气动肌肉仿人灵巧手。该灵巧手包括三根手指各三个自由度，手腕部位两个自由度，其中三根手指的自由度分别为：拇指近指关节横向摆动范围为-60°～60°，中指节为-60°～60°，远指节为0～90°。食指和中指近指节向外横向摆动范围为0～30°，中指节和远指节运动范围均为0～90°。腕关节的两个自由度分别为横向的摆动-30°～30°，屈伸的-30°～30°。（3）依据气动肌肉的驱动原理进行了气动肌肉灵巧手关节运动的控制研究，通过关节的响应信号跟踪，验证了灵巧手关节运动控制系统的合理性及可靠性。（4）搭建了气动肌肉灵巧手的实验平台，并进行了灵巧手手指及手腕各关节的运动控制实验，得到了灵巧手的多运动范围，验证了其仿生性。