随着智能制造的深入和协作机器人的兴起,机械手的设计与研究迫在眉睫。然而传统的机械手灵活度有限,无法完成复杂精细的工作。因此,本文设计了一款新型变胞灵巧手,将变胞原理引入灵巧手的手掌之中。通过变胞灵巧手的可重构性,提高了工作范围,丰富了手指位姿,增强了抓持的灵活性和可操作性,为灵巧手的设计和研究提供了更为广阔的思路。该手通过平面变胞手掌的构态转换,可以同时实现精确抓持和强力抓持,极大地增加了变胞灵巧手的抓持适应性。针对这款变胞灵巧手,本文建立其数学模型并分析抓持性能,进而根据抓持性能进行了手掌的设计尺寸优化。主要的研究内容如下:（1）新型变胞灵巧手数学模型的建立与分析。基于新型变胞灵巧手的结构设计,分析其变胞构型和抓持类型;在此基础上建立位置和速度的模型,得到手掌雅可比矩阵;引入手指工作平面以及手掌工作空间三角形的概念,对工作空间做进一步的分析。（2）新型变胞灵巧手的抓持灵活性分析。提出抓持三角形的概念,进行基于抓持广度、被抓持物大小及抓持姿态的分析;并在此基础上进行基于区域、姿态、被抓持物半径以及抓持点分布方案的掌内操作运动的分析。（3）新型变胞灵巧手的抓持可操作性分析。根据抓持点速度相等的条件,进行抓持雅克比矩阵的建立,并选取行列式指标?（J _G）作为分析的指标依据,进行基于构态变化、被抓持物大小及抓持姿态的分析。（4）新型变胞灵巧手的手掌尺寸优化。根据优化的两个目标,设计目标函数₁F（X）为满足抓持任务的取值组合数,目标函数₂F（X）为满足?（_GJ）（29）1的有效操作组合数,得到相应的优化结果。并在此基础上按加权扩展到基于综合抓持性能的优化。