为了满足服务型机器人对人机交互动作柔软性、安全性、灵活性的高要求。本文基于仿生学理论提出一种气压驱动的扇形柔性关节,模块化构建了与人手结构相似的多指灵巧机械手。采用柔性关节驱动和刚性手部骨骼相结合的设计理念来兼顾手部刚度与关节柔性的平衡。本文提出的扇形柔性关节机械手,基于人手的结构,以人工肌肉基础,结合了3D打印技术和硅橡胶的浇筑工艺。完成了仿人机械手的刚性骨骼的制作和扇形柔性关节的浇筑。扇形柔性关节机械手5根手指均能独立运动,单向弯曲。手指的每个关节独立供气,每根手指的指根关节、中间关节和指端关节的弯曲角度可独立控制。每根手指由两个气动比例调压阀调节供气压力和两个旋转角度位置传感器检测手指的弯曲角度。通过关节角度的检测和供气压力值大小的调节,实现手指关节弯曲角度和手指抓握力的连续控制。文中详细叙述了扇形柔性关节的工作原理、结构设计特点。基于串联机器人的齐次坐标变换矩阵,完成对扇形柔性关节机械手的运动学建模,并利用Matlab求解仿真了扇形柔性关节机械手的工作空间。利用灵思创奇的半实物实验仿真设备,完成对仿人型机械手的控制与相关数据信息的采集和对扇形柔性关节机械手的基本运动控制。最后在搭建的气动扇形柔性关节仿人灵巧手平台上,模拟了人手的抓握动作和位姿手势。实验验证,本文提出的仿人型机械手能够完成对日常用品的抓取以及基本的手势动作。