重量轻、体积小、可靠性高、控制简单和操作灵活是多自由度残疾人假手的发展趋势。本文将欠驱动原理和耦合原理引入到假手的机构设计中,以解决假手的结构复杂性和灵活性之间的矛盾,在保证假手重量轻、体积小的同时,使假手具有很好的灵活性。同时在外观和运动形式上,尽可能地进行了仿人化设计,使假手看上去更加美观,逼真。本文综述假手的研究现状,分析假手的发展趋势,在此基础上采用了基于欠驱动和耦合原理的设计方案。在实验室原有假手的基础上,进行了一系列改进设计。采用连杆机构实现手指的欠驱动和耦合,局部修改了各手指尺寸,在手指的各转动关节处安放微型轴承,提高了手指运动的灵活性和可靠性。改进设计了基于扭簧的三指连动机构,提高了三指运动的协调性,在外观和运动形式上实现了仿人化,提高了假手保持固有位姿的能力;改进设计了拇指的结构,同时为了保证抓握不同物体的有效性,用Adams进行了仿真实验,给出拇指的具体布置位置;设计基于应变测量的、可以互换使用的基关节力矩传感器。并基于集成化的思想设计假手的本体结构,实现假手的机构、传感、驱动和微处理器系统的集成。进行了手指连杆机构运动学分析,完成手指耦合四连杆的参数设计,确定连杆的机构参数。建立起假手三维模型,在Adams虚拟环境下进行了仿真验证。建立假手欠驱动单手指的静力学模型,给出抓握不同物体时驱动力矩和各指节受力之间的关系。基于虚拟弹簧的方法完成了单个手指的动力学分析,由Matlab和Adams进行了初步仿真、比较。最后,对力矩传感器进行了标定,并以力矩传感器信号为基础,结合假手专用电机控制芯片TMC428的特点进行了阻尼力控制实验。同时进行了假手的自适应抓取试验及疲劳试验。