变胞三指灵巧手相比其他机器人灵巧手的最明显特征是引入了一个变胞手掌,变胞结构应用到多指灵巧手手掌处,增大了灵巧手的工作范围和灵巧度,提高了灵巧手的操作质量以及对不同形状物体抓取的适应能力。变胞灵巧手设计理念与传统灵巧手有很大的不同,其在结构设计上具有很强的创新性,为其他灵巧手的设计提供了新的思路。然而,变胞三指灵巧手中变胞手掌的引入,也增加了对灵巧手运动分析的挑战以及对灵巧手控制系统设计的难度。本文主要研究内容是对变胞三指灵巧手进行运动分析以及对变胞三指灵巧手控制系统进行设计,具体内容如下:(1)变胞三指灵巧手的手掌是并联机构,手指是串联机构,整个变胞三指灵巧手属于混联机构,没有现存通用分析方法。针对变胞三指灵巧手特殊的结构,巧妙的运用球面三角形正弦定理和余弦定理对灵巧手手掌正解模型进行了分析,并在此基础上,运用矩阵法得到了变胞三指灵巧手整手的位置模型。(2)运用旋量理论建立变胞三指灵巧手速度正解模型,在速度正解模型分析基础上,运用旋量理论中互易旋量理论的方法得到变胞三指灵巧手速度逆解模型,旋量理论在变胞灵巧手速度分析方面形式简洁,具有明显的优势。(3)首次得到变胞三指灵巧手整手的工作空间,直观展示变胞三指灵巧手变胞手掌的引入,对整手工作空间增广的效果。进一步,运用微分变换法得到变胞三指灵巧手的雅克比矩阵,进而建立了灵巧手静力学模型。同时运用拉格朗日理论建立了变胞三指灵巧手手指机械连杆的动力学方程,以及建立变胞三指灵巧手所用直流电机动力学模型,建立了变胞三指灵巧手的动力学关系。(4)从控制系统硬件结构、控制系统软件及控制算法等方面对变胞三指灵巧手的控制系统进行设计。针对变胞三指灵巧手特殊的结构,提出通过位置传感器、弹簧联合组成的方法来获取灵巧手力觉信息,并且提出通过电机实时电流来获取变胞三指灵巧手力觉信息的方法。进一步,将变胞三指灵巧手的控制移植到ROS环境中,实现了基于ROS的变胞三指灵巧手的系统控制。本文对变胞三指灵巧手的位置模型和速度模型进行了分析,分析的结论运用在变胞三指灵巧手PID位置控制中。对变胞三指灵巧手静力学、动力学进行分析,分析的结论运用在变胞三指灵巧手的力控制中,并在最后进行了变胞三指灵巧手的抓持实验。