随着我国航天领域空间实验室项目的顺利开展,为提升空间在轨服务技术,面向空间的智能机器人技术受到越来越多的关注,研制高性能的空间多指灵巧手成为热点之一。本文主要研究了空间多指灵巧手感知和控制系统的关键技术和难点问题。论文首先对手掌、拇指与拇指在手掌中的位置、其余四指及其指尖构型进行了拟人化设计。针对传感器系统,重点对腱张力传感器进行了机构设计和建模仿真,仿真结果验证了其测量原理的正确性;对六维力传感器进行了结构设计以及相关静力、模态和瞬态分析,为进一步研制奠定了基础。然后在食指各关节建立坐标系,利用D-H参数法建立了手指的运动学模型;通过关节速度与指尖速度的关系推导出雅可比矩阵;在食指耦合连杆几何关系的基础上,利用牛顿-欧拉迭代算法推导出食指的动力学方程。接下来针对灵巧手手指的力柔顺控制系统,给出了腱空间和关节空间两种阻抗控制方法,并仿真验证了两种阻抗控制方法的有效性;分析了包络角、摩擦力和腱的柔性对当前腱驱动多指灵巧手的腱-鞘传动系统的影响,并针对腱传动特性对关节空间和腱空间力柔顺控制系统的影响进行了仿真实验,验证了在考虑腱-鞘摩擦力的情况下,关节空间控制律优于腱空间控制律。最后介绍了多指抓取的接触约束和抓取静力学;针对当前研制的腱驱动多指灵巧手,介绍了基于线性约束梯度流和序列二次规划两种多指力规划算法的具体设计,在腱张力约束和实时性提高方面对线性约束梯度流算法进行了改进;并针对一个具体的三指规划实例,进行了基于序列二次规划的多指力规划算法的设计实现以及数值验证。