在执行任务时,需要机器人与目标或环境进行互动,作为末端执行器的机械手,会面临一些关键性的问题和挑战。其中的重点是非结构化环境的适应性问题。具备自动顺应性的执行器,借助其刚度控制则能够更好的面对这个问题。本文从机器人末端与非结构化环境的适应性出发,在结合刚度控制,绳索并联机器人的基础上展开了基于张拉浮动和螺旋传动原理的驱动器、手腕平台和刚度可控手指的研究。论文首先从作业环境分析,提出了被动自由度来解决机械手与非结构化环境相互作用的问题。在传统刚性机构的基础上,逐渐引入柔性元素,并且选取绳索并联机器人为基本构型,提出了绳索并联螺旋驱动器这一具备多个被动自由度的执行器的概念,并分析了其驱动原理和构型稳定性,推导了驱动器的刚度矩阵表达式。其次,通过从平面构型驱动器进行扩展,进行空间构型驱动器的构造,通过机构设计分析,给出了各种构型驱动器的构型参数要求,然后结合驱动器和三自由度并联机构设计了机械手的手腕结构。然后,通过对形状记忆合金和气动柔性单元推导手指的刚度控制模型。最后根据设计参数和理论指导搭建了机械手手腕的实验样机,通过实验对分析结果进行了验证。