随着国家对康复工程越来越重视,制造出新型灵巧手克服以往假肢手的缺陷、最大限度地恢复患者的前臂功能,使残疾人融入社会有着很重要的现实意义。同时,灵巧手在航天航空、精密机械、军事、工业、医疗器械等领域也都有着广泛的应用前景。本文在国内外研究现状进行深入分析的基础上,对新型多指灵巧手的结构优化设计及性能进行了分析和研究。首先,从仿生学的角度出发,以人手结构形式及参数为设计依据,对多指灵巧手的结构元素进行了优化分析。本文重点介绍了新型灵巧手的欠驱动交叉腱单指设计、拇指结构设计以及对无名指和小指设计。采用了SolidWorks软件对多指灵巧手进行三维造型,实现了对灵巧手抓握和侧握的动作仿真。对所设计的灵巧手建立了运动学模型,推导出运动学正、逆解方程,并对灵巧手在工作空间的速度和静力进行了分析,通过静力学研究计算出各关节在静态平衡下的力矩。对手指运动轨迹进行了分析,采用MATLAB软件对各手指在整个灵巧手坐标系下的运动轨迹和姿态进行仿真,分析了各手指间的运动轨迹关系并对关节参数进行优化。比较了在关节空间和笛卡尔空间中规划的优缺点,针对具体的研究对象,分别在不同位置采用在关节空间和笛卡儿空间研究轨迹规划问题,使灵巧手能实现对物体进行精确、稳定的抓取。