仿人多指灵巧手可以抓持不同形状、不同材质的物体，可以对物体进行任意的精细操作，感知外部环境信息，可以在非结构化环境下实现更复杂的任务，因此，国内外对仿人灵巧手的研制都很重视，仿人灵巧手的研究取得了很多重要的成果。但是，手掌在手部动作中的作用还没有引起大家的重视，本文研究的“含弧形自由度仿人灵巧手掌”对提高仿人灵巧手通用性、灵活性和抓持物体的适应性，有着重要的作用。机械系统是仿人灵巧手手掌的重要组成部分。本文提出了一种人手掌的简化模型，根据该模型，设计了仿人灵巧手掌的机构，使得只作为仿人灵巧手手指及其控制部件安装机架的手掌形成弧形自由度参加手部动作，通过MATLAB软件优化设计和仿真，机构完全符合灵巧手进行运动时手掌的运动要求。在此基础上，研究了仿人灵巧手掌连杆系统的运动学和动力学。仿人灵巧手手掌有两个自由度，为拇指腕骨基关节自由度和手掌弧形自由度，分别由两个无刷直流电机(BLCDM)驱动，采用DSP56F805芯片控制两个BLCDM，本文控制系统电路和软件系统进行了规划。同时，还建立了BLCDM的数学模型，为仿人灵巧手掌的位置控制提供了前提。本文还针对仿人灵巧手掌的力矩控制设计了力矩传感器。机器人的位置控制适用于机器人执行器沿自由空间某个轨迹运动的情况，但是一旦执行器与外部环境物体接触时，仅仅考虑执行器的位置控制是不能满足对操作任务的要求的，这就要求机器人控制系统必须有力矩控制功能。本文采用了积分分离PID算法设计了仿人灵巧手掌腕骨关节的控制系统，并实现了关节在自由空间的位置控制和在约束空间的力矩控制。