机械手是仿人形机器人各部件中最灵活的机械部分，多指机械手(三个手指以上)被称为灵巧手。其精巧的机械结构和高精度的控制要求以及传感器数据分析是仿人形机器人研制和应用的一个瓶颈。本课题源于上海市教委自然科学项目(03AK10)，以北航研制的BH-3机器人灵巧手为基础，研究灵巧手抓取操作的问题，本文研究工作重点包括以下四个方面： 1、灵巧手抓取动作分类 根据灵巧手指尖运动轨迹和抓取物体时接触点的分布将灵巧手抓取控制分类，分为二维抓取、三维抓取和对未知物体的抓取三个部分，讨论了平行类、向心类、三棱柱类、圆锥类、停靠类抓持，以及对简单未知物体和完全未知物体的抓取等。对各种类型的进行规划，并提出了算法的适用范围。 2、灵巧手的建模与仿真对灵巧手的物理结构和尺寸进行了简化，在Unigraphics下对BH-3灵巧手进行了三维建模。在模型下分析相应算法对各种形状目标物体抓取的可行性，并对灵巧手的关节运动进行仿真，利用仿真结果判断和检验程序的可行性。 3、灵巧手控制过程中的安全检测在操作灵巧手过程中必须保证机械本体运行的安全性，这对结构精巧的灵巧手是非常重要的，一次偶然的碰撞可能对机械手产生致命的伤害。本文的安全检测包括关节运动范围安全检测、受力安全检测和手指实体干涉检测三个方面，针对多种可能产生安全问题的场合，提出了检测算法。 4、BH-3实体上的实验和算法验证在BH-3实体上进行实验，抓取多种形状和质地的目标物体，以验证算法的可执行性及精度控制情况。灵巧手实验抓取目标包括长方体、球体、圆盘状物体及己知分类物体和不规则形状个体等。