随着伺服电机技术的发展，电机驱动逐渐成为机器人主要的驱动方式。采用电机驱动的机械手将驱动机构直接安装在关节处。这样为了克服驱动机构的重量，增大了驱动电机的功率，也大大增加了机械臂的重量、转动惯量，从而限制了其承载能力以及高速运动和快速响应能力。采用绳驱动技术的机械臂将电机和调速装置全部安装在基座上，用绳索将电机输出的动力传递给机械手各关节，从而降低了机械臂的重量，提高了负载自重比，增强了其动态性能。目前国内外对并行机构的绳操纵式机械手研究居多。虽然并联的机构有助于提高机构刚度和承载能力，但一般的并联机构存在复杂的运动耦合性，使得机构的分析和控制变得复杂；结构庞大复杂；驱动电机数目多，能耗大等缺点。鉴于此，本文提出一种绳操纵式串行机械手。它可以实现机械手各关节运动的完全解耦，同时还解决了绳操作中绳索的单向性问题。论文首先提出了该绳操纵式串行机械手的本体结构和绳驱动方案。它有五个自由度，有固定的初始状态以节省空间。采用类似自行车刹车线的套管式绳索，实现了各关节的完全解耦；用一个电机和两根绳索带动一个关节的正反运动，同时对绳索施加一定的预紧力，使驱动机构、绳索和执行机构构成力闭合，克服了绳操作中绳索的单向性问题。接着对其控制性能进行了分析，提出绳驱动控制框图，通过C语言编程对绳驱动关节运动过程进行了仿真分析。探讨了绳驱动控制性能的主要影响因素——摩擦力和绳索刚度，得出了能够使绳驱动控制系统平稳地运行的摩擦及绳索刚度的范围。仿真结果证明机械手各关节经绳驱动能够以较高的精度平稳达到目标位置。然后，采用多轴驱动用数字控制方法对绳操纵式串行机械手的控制策略进行了研究。建立了该机械手的数值模型，推导出其顺运动学方程，计算其雅可比，并进行逆运动学分析和可操作度分析。最后，将该机械手应用于具体的平面与空间的仿真研究中，并对仿真结果进行了评价，对其误差进行了综合分析与补偿，进一步提高了机械手的运动精度。论文的结尾对本课题的研究内容进行了总结和展望，研究验证了所提出的绳驱动串行机械手的可行性，对绳驱动机械手的研究具有很大的理论意义。这项研究工作值得继续研究下去。