作为机器人的末端执行器,机械手建立了机器人与外界环境之间的联系,机械手的发展时刻影响着机器人在各行各业中的应用。在几十年的发展中,研究人员致力于设计出具有通用性和灵活性的机械手,能够在许多场景中抓取各种类型的物体。但是,大部分机械手的运动和功能非常单一,灵活性不足,尤其是无法实现像人手一样对较小物体的指尖抓取。而灵活性好的机械手其机电系统集成性差,可靠性低,成本高且难以控制。并且,无论是传统刚性机械手还是软体手,其刚度一般较大或者较小,这严重限制了机械手的通用性和可靠性。因此,针对当前各种类型机械手的不足,本文以实现机械手具有高度灵活性、通用性和可靠性为目标,从仿生学的角度,进行了一种新型的柔性仿人机械手的优化设计研究,研究内容主要包括:（1）参考人的手指生理结构,设计了一种采用气动人工肌肉分别独立驱动手部掌骨关节和指骨关节的新型二指机械手结构,其可实现指尖抓取和包络抓取两种类型的抓取模式,完成人手在日常中的大部分抓取任务。同时,对手指关键零部件进行了计算和选取,并进行了手指力传递性能的优化。（2）基于机械手两大类型的抓取模式进行分析和优化设计。首先,基于手指静力学分析求得机械手接触力与各关节扭矩的关系。针对手指包络抓取时可能出现接触力为负值的不稳定情况进行结构优化,结合对人手尺寸的测量,确定了手指各个指节的最优尺寸。随后,基于刚度矩阵的势能模型,进行指尖抓取分析,确定了指尖合理的尺寸范围和最佳形状。最后,确定了指尖抓取时手指位姿和物体尺寸的关系。（3）对手指进行正运动学分析。完成手指逆运动学建模,并得到手指工作空间云图。将手指动力学问题分为三个部分进行研究。随后,基于ADAMS软件模拟机械手对物体的的指尖抓取和包络抓取,验证了设计和优化的合理性和有效性。（4）建立机械手柔性驱动器的等效弹簧模型,进行拮抗关节刚度模型的求解。对机械手抓取刚度进行了评估,针对所设计的柔性仿人机械手,提出了一种准静态模型,并给出了机械手抓取柔度的解析表达式。（5）完成机械手样机的搭建,对常见家用物体进行机械手抓取实验。实验结果表明,本文所设计的柔性仿人机械手抓取稳定性好,具有较高的灵活性和通用性,能够实现对日常生活中各种常见尺寸大小物体的稳定抓取,并且抓取物体的尺寸范围比普通机械手更广。