变胞仿人灵巧手是一种与其他仿人机械手有着本质不同的新型多指灵巧手。它突破了传统机械手手掌固定不变的限制,在保持手大小不变的情况下可通过变胞手掌的运动令手指获得更大的工作空间和更多的抓取姿态,大大提高了手指的灵活度和整手的运动性能,为仿人多指手的设计提供了新的思路。本文以变胞仿人灵巧手为研究对象,分析了灵巧手的抓取和操作性能,完成了灵巧手的参数优化设计,具体内容如下:应用姿态变换方法和闭环法则对变胞手掌进行运动分析,建立变胞手掌的位置约束方程;以变胞五指灵巧手手掌参数为例,应用MATLAB数值解法编程,求得手掌机构的位置解。MATLAB数值解法进行位置求解的方法简单、实用,具有通用性,同样适用于变胞三指灵巧手和变胞四指灵巧手手掌的位置求解。提出了衡量灵巧手抓取性能的有效工作空间的计算方法,以变胞五指灵巧手为例对其有效工作空间进行计算,验证了方法的有效性。分析了变胞手掌的运动特性,运用旋量理论建立了手掌机构的运动微分方程;根据灵巧手操作物体时的约束,建立了灵巧手操作物体时的运动微分方程,给出了灵巧手的冗余度、不确定度、整手可操作性和手掌可操作性指标,为灵巧手的操作性能提供了评价标准。介绍了解剖学和生物力学中对人手的研究成果,分析了灵巧手与人手运动上的相似性,引入了掌横弓和运动学横向拱形的概念,以此为基础建立了变胞灵巧手与人手在抓取运动上的联系。最后以最大化与人手相似的抓取姿态为优化目标,建立TJU/KCL灵巧手的参数优化模型,采用罚函数法和遗传算法求解优化模型,实现了变胞灵巧手的参数优化。通过手掌的变胞运动,优化后的灵巧手能实现多个与人手相似的抓取姿态,突出了手掌的变胞特性和灵巧手的仿人性。