随着机器人技术和计算机技术的飞速发展,仿人机械手及其主从控制方法成为当今社会的研究热点。仿人机械手在通过主从控制在用于机器人末端作为执行机构方面具有十分重要的现实意义。本文通过仿人机械手及其主从控制方法的国内外研究现状,分析了其现阶段存在的优点与不足,基于仿生学、机器人学以及计算机科学等学科设计了一种仿人机械手,同时提出了一种基于计算机视觉的以人手作为主手、仿人机械手作为从手的主从控制方法。通过参考人手的生理结构以及运动特点,确定了仿人机械手各部分的传动方案,并基于Open CV的手部关键点识别确定了仿人机械手的主从控制方案。对仿人机械手的结构进行了优化,仿人机械手的传动机构对其运动性能起着至关重要的作用,以仿人机械手手指运动过程的平稳性作为优化目标,采用遗传算法对传动系统中的四杆机构进行优化设计;设计了一种回复单元为仿人机械手在触碰外物时提供一定的缓冲力并为仿人机械手手指在回程过程中提供额外的回复力矩;采用模块化的设计思想,将仿人机械手分为五个手指模块和一个手掌模块分别进行设计。对仿人机械手的运动学进行了分析,使用D-H法建立仿人机械手的运动学模型,得到正逆运动学方程,并利用Adams与仿真软件仿真验证运动学模型的正确性;采用非线性微分跟踪器与PID控制相结合的方法实现仿人机械手手指的位置控制,用仿真软件对控制算法进行仿真,验证了控制算法的稳定性,为仿人机械手的主从控制奠定基础。为达到以人手作为主手控制仿人机械手的目的,建立了人手到仿人机械手的模糊主从映射关系。基于Open CV的手部关键点识别,通过识别出主手的手部关键点之间的距离变化来获取主手的运动意图,利用模糊化的方法将主手的运动意图映射到仿人机械手上,从而控制仿人机械手的运动,并基于仿真软件对本文所建立的人手和仿人机械手之间的主从映射关系进行仿真,验证了所提出的主从映射关系的正确性。