本论文主要针对仿人手臂展开设计研究,仿人手臂包含少自由度拟人臂和14自由度灵巧手两部分。灵巧手是仿人手臂的末端执行机构,影响着手臂系统的灵巧程度、柔顺性以及精细操作的性能。因此,本论文以灵巧手的设计研究为重点。仿人手臂采用形状记忆合金丝和气动肌腱驱动,最终设计出的仿人手臂具有轻质,灵巧,柔顺等特点,能抓握0.5kg以内的日常物品,如水杯、饭卡、硬币等。运用运动数据采集系统采集了人体手臂的腕关节、肘关节和肩关节的运动数据,分析出各个关节的运动角度范围、常规运动时的最大角速度范围、以指导仿人手臂的设计。新型的轻质仿人灵巧手具有模块化、集成化、高功率重量比、柔顺性好等结构特点。灵巧手由五个手指和手掌组成,共14个自由度,手指的每个关节都有角度反馈,指尖具有压力反馈。由于采用的是钢丝绳传动,传动机构的效率高。仿人手臂抛弃了惯用的电机驱动,而选择了柔顺性好、高功率重量比的镍钛形状记忆合金和气动肌腱。形状记忆合金用来驱动灵巧手手指的各个关节,气动肌腱用来驱动腕关节和肘关节。针对采购的记忆合金和气动肌腱进行了相关的机械特性实验,验证了设计的合理性。并试制出仿人灵巧手样机,搭建了灵巧手验证平台,完成灵巧手抓握日常物品的测试。