21世纪开始,工业生产中工业机器人占比不断增加,对其性能的要求也不断提高。工业机器人的普通末端执行器由于其专门性,只能完成单一简单的抓取动作,已经很难满足日益复杂的操作要求。多指灵巧手作为新型的末端执行器,因其在抓取上具有良好的通用性和适应性,可以完成复杂和多样的操作任务,有重要的研究意义和应用前景。目前绝大多数的多指灵巧手为串联结构,采用的驱动方式为欠驱动,使灵巧手存在稳定性差和精度低等缺点,同时力-位混合控制设计复杂困难。根据以上的分析,利用并联机构在运动精度、承载能力和稳定性上的优点,本文提出了一种具有并联手指机构的机器人灵巧手,同时设计了一种恒力指尖机构,来提供稳定可靠的力环境,并简化控制算法。首先,对人手手指的抓取动作进行分析,确定了手指完成抓取所需要的运动类型。根据李群理论分析设计了一种仿人并联手指机构,提出了一种基于仿人并联手指机构的三指灵巧手,并进行了3D建模设计。然后,对并联手指机构进行自由度验证了,进行了运动学分析,包括位置正逆解、雅可比矩阵和加速度矩阵。其次,对并联手指机构的性能进行研究分析,利用手指机构结构参数和驱动范围确定了手指机构的工作空间,根据建立的雅可比矩阵分析了奇异位姿、灵巧性和静力学。接着,研究了灵巧手的抓取模式,对精细操作的协调操作自由度、运动学和空间进行了分析,通过对满足力封闭条件的分析,得到了求解满足力封闭初始抓取位置的数学模型,并基于稳定性指标对抓取位置进行了优化。再次,根据正负刚度机构组合设计了一种恒力指尖机构,对灵巧手强力抓取圆柱进行了受力分析,得到了满足稳定抓取的最小驱力矩和计算模型。最后,建立灵巧手虚拟样机,对运动学、恒力指尖和强力抓取进行了仿真分析,并制作了并联灵巧手物理样机,进行了相关的运动和抓取实验分析。通过对灵巧手的理论分析与实验研究,验证了本文所设计的多指灵巧手具有良好的灵巧性、适应性和承载能力,有多种抓取模式,可以对抓取物体的进行操作,同时恒力指尖可以提供一个稳定的力输出环境,可以满足工业生产制造中的要求。