在非结构化环境中,通过遥操作方式控制机械臂完成远程作业,是当前较为主流的研究方向。遥操作多指抓取技术可使机械臂具备较强的环境适应能力和学习能力,代替人类远程处理更为复杂的目标抓取任务。机械臂遥操作多指抓取技术包括机械臂遥操作快速接近目标、多指手抓取姿态自主调整和目标多指抓取三个操作阶段。其中,遥操作中人与机械臂运动相似性的运动学映射和多指灵巧手的力封闭抓取动态力分配是机械臂遥操作多指抓取第一、三操作阶段的两个关键技术。本文针对上述两个关键技术问题展开理论与实验研究。本文主要完成的工作如下:1)提出一种六轴轻量机械臂遥操作映射与优化方法。在机械臂遥操作快速接近目标阶段,需要模拟人体上肢运动姿态控制机械臂跟随运动。为此,本文引入笛卡尔空间和关节空间下人机运动相似性约束,借鉴机械臂冗余自由度分解算法的思想,提出一种能够实现笛卡尔空间和关节空间耦合控制的遥操作映射方法,并应用于本文六轴轻量机械臂遥操作系统中。本文提出的遥操作姿态映射算法,与现有方法相比,可精确地实现人体姿态引导机械臂进行姿态跟随操作。2)提出一种六轴轻量机械臂多指抓取动态力分配方法。目前主流的多指抓取动态力分配方法常将二阶锥规划问题视为半定规划问题进行求解,但计算复杂度较高。针对该问题,本文借鉴罚函数法的思想,对多指抓取动态力分配问题进行适当构造,提出一种用于目标多指抓取阶段的简便高效的求解方法。通过数值仿真实验,验证了本文提出的算法在执行时间和迭代次数上优于主流的半定规划法。3)构建六轴轻量机械臂遥操作多指抓取实验平台。完成基于Kinect人体姿态测量的遥操作运动控制软件编写;完成电机绝对位置的FPGA解码模块;完成双目相机标定、双目相机和机械臂之间的手眼标定,确定视觉系统与机械臂坐标变换矩阵;实现了基于目标角点搜索与立体重建的目标位姿测量模块。4)六轴轻量机械臂多指抓取关键技术的实验研究。为验证本文提出姿态映射方法的机械臂实时跟随性能,基于搭建的机械臂遥操作实验系统,采用本文提出的人机姿态映射方法进行了机械臂遥操作实时跟随精度实验评估。为评估灵巧手自主调整抓取姿态性能,对目标角点搜索精度和抓取姿态调整的重复定位精度进行实验评价。此外,为评价本文提出多指抓取动态力分配方法的抓取质量,从定性分析与实验验证相结合的方法评估了惩罚因子对动态力分配方案选取质量的影响,并仿真验证本文提出的算法比主流的半定规划算法具备更优的计算性能。实验结果表明,本文提出的遥操作人机映射方法可实现机械臂较为精确的跟随控制,动态力分配方法可为机械臂力封闭多指抓取提供具备可操作性的实施方案,且该算法比主流的半定规划算法具备更优的计算性能。