随着天宫一号的对接成功，我国空间站的建设进入飞速发展期。空间站以及其它航天飞行器或探测器对多用途、智能化、轻量化的空间智能机器人服务系统有着急迫的需求。相对于具有单一自由度、结构简单的夹持工具，多指灵巧手具有自由度更多、感知能力更丰富、抓取更稳定、精细操作能力更好等优势。较地面机器人灵巧手而言，工作任务的特殊性以及工作环境的复杂性都对在轨服务的机器人灵巧手无论在功能，精度，可靠性和稳定性上还是在外形及尺寸类人化上都提出了更严格的要求。论文首先以人手骨骼仿生学、空间维修维护工具操作实验数据以及机器人学相关理论为基础对腱传动外置式灵巧手进行机械系统设计；进而运用相对于传统机器人分析的DH法几何意义更为明确的李群李代数和旋量理论对灵巧手运动学关系，灵巧手指雅克比矩阵以及动力学模型进行分析；在此基础上，采用基于动力学分析软件的方法对灵巧手指进行动力学仿真及分析得到了手指在极限工作状态下所需的关节驱动力矩；最后对腱绳驱动的灵巧手指进行腱绳空间与关节空间的传动运动学建模，并以此为基础设计了传递函数为一阶系统的双环位置控制器并联合Adams和Simulink对设计的位置控制算法进行仿真验证。