仿人型灵巧手在提高机器人系统的操作执行能力方面扮演着重要的角色，研制多指灵巧手的触觉传感系统及其控制操作，对于提高多指灵巧手的操作能力及智能化水平具有重要意义。本文结合国家863计划的主题项目“新一代五指仿人灵巧手的结构设计及抓取操作的研究”，研制机器人五指灵巧手的触觉传感器，并对基于触觉的灵巧手控制系统进行研究。　　本文研制一种基于HIT/DLR II五指灵巧手指尖非规则曲面的微型柔性触觉传感器。该传感器电极采用同向配置形式，并直接与柔性电路系统相结合附着在灵巧手指尖区域。覆盖在电极表面的压阻橡胶既能够保证触觉传感器精确检测指尖接触位置，又能够测量该点的接触力大小。基于七次多项式的方法进行触觉传感器单触点的静态力标定。在此基础上采用基于神经网络的方法对多触点加载接触的情况进行整体标定及解耦，用以提高触觉传感器实际应用能力。由36个触觉感知单元构成的指尖感知系统能够精确检测触点位置及接触力。该传感器提高了HIT/DLR II灵巧手指尖非规则曲面力和位置检测的分辨率，同时具有高集成度和微型化等特点。　　触觉传感器使灵巧手能够精确感知指尖触点的位置，根据HIT/DLR II五指灵巧手的构型，利用D-H参数法构建手指常规运动学模型。在此基础上，基于覆盖在指尖区域的触觉传感器把手指指肚分割成多个独立单元片体的特点，构建了能够真实反映指尖触点位置变化的手指末端精确运动学模型。该运动学模型引入了触点个数及末端杆件偏转角参数，大大提高了手指抓取运动学模型的精确性。基于该模型建立了手指的动力学模型，并采用基于模型分析的方法进行了手指模型的参数辨识，为控制系统提供数学支撑。　　为了保证手指运动的精确性和抓取操作的柔顺性，首先研究了手指的位置控制和阻抗控制策略。基于辨识后的手指模型，利用根轨迹方法，分别设计速度环和位置环的调节器。与传统的基于工程试凑法相比，该方法既缩短了参数整定的时间，又提高了控制模型的数学描述能力。其次，基于手指关节空间的动力学模型，建立手指的操作空间模型，实现了手指笛卡尔空间的阻抗控制。该方法直接利用触觉传感器测量的手指末端触点位置及力信息，通过逆雅可比控制实现，有效降低了控制算法的复杂度。为了补偿系统动力学的参数不确定性，基于卡尔曼滤波进行了动力学参数估计，并在手指上进行了实验验证。　　为了满足触觉传感器多触点数据信息处理的实时性要求，设计了基于QNX实时操作系统的HIT/DLR II灵巧手控制平台。该平台由具有强大的图形化建模功能的Simulink子平台、具有硬件加速功能的QNX子平台及灵巧手子平台三部分组成，并采用以太网非阻塞式通信协议实现了平台间的无缝融合。利用Simulink子平台的图形化建模功能开发了灵巧手专用Simulink模块库，具有较强的实用性和扩展能力，对灵巧手的实时控制能力及系统集成具有重要意义。为了验证平台的实时性及可扩展性，首先，进行了融合触觉信息的笛卡尔控制实验。其次，通过基于Simulink平台构建的灵巧手自适应神经模糊推理抓取模型（MR-ANFIS）对被操作物体进行了形状重构和位姿识别。该模型的最大特点是仅利用手指末端触觉传感器同物体的接触点位置信息作为模型输入，实现对被操作物体的模型重构。