随着科技的发展,机器人技术也越来越成熟,同时由于机器人应用领域的不断扩展,对机器人的执行装置要求也越来越高,以往的专用机器人末端执行器已远远不能满足复杂、多变的环境,因此开发一种通用性强、灵活性高、适用于各种复杂环境,能够对不同物件进行灵活操作的机器人灵巧手成为一个迫切的社会需求。本文基于仿生学原理,在对人手的结构进行深入剖析研究基础之上,运用机电一体的设计思想,从手指设计入手,运用Solidworks三维软件设计出了机器人灵巧手指,其中包括灵巧手指的机械结构设计与实现,传动驱动系统的设计与实现,气动回路的布置设计与实现,传感系统的硬件电路设计以及控制系统的设计实现,并对手指进行了运动学动力学分析,在MATLAB中编程绘制出手指尖的运动空间轨迹,在Simulink中建模实现了手指的运动学仿真,绘制出了手指各关节的位置,速度,加速度的变化曲线图,并在单指设计验证的基础之上,又进一步实现了机器人灵巧手的整体结构设计。基于Altium Designer6.9电路设计软件完成了主控制电路、传感器放大电路和PWM驱动电路的设计,并对各个模块进行了焊接调试;选取合适的控制策略,在DSP CCS3.3的开发环境下,编写出了控制程序,从而实现了手指的单关节控制,从中验证了控制算法,实现了手指机械部分,传动驱动子系统,气动系统,硬件电路及软件的联调。由整个单指控制系统的实验验证,为进一步机器人灵巧手的控制实现奠定了基础,并为手指的各种抓取操作提供了可行的方案。