随着机器人技术的不断发展,其应用也已经从单纯的工业制造领域,逐渐向医疗、服务、家用等与人类日常生活密切相关的领域扩展,服务机器人需要配置适应性和灵活性更好的灵巧手作为末端执行器,以完成抓取物体、手势交互等任务。因此以人手为原型,模拟人手的功能和结构,设计具有多关节、多手指、多自由度的机器人灵巧手成为研究的热点。同时,在生活场景中人们对抓取更为柔顺、交互更为安全柔和的灵巧手的需求也日益突显。然而,目前的研究中高度仿人手外形与行为的气动柔性手指暂未实现参数化设计,且现有成型工艺上存在柔性手指破裂气密性不足的问题。本文首先通过文献研究介绍了人手关键尺寸,通过CCD光学运动捕捉系统采集人手抓取不同物体的关节位置数据,分析得出人手在抓取过程中的各手指关节的角度、角速度特征;随后利用薄膜压力传感采集系统采集人手抓取水瓶时的抓取力数据,分析得出各手指抓取力及协同抓取特征。其次,开展气动柔性手指的结构设计研究,采用ABAQUS有限元仿真方法对柔性手指的结构和形变特征进行分析,具体分析了柔性手指四个关键结构与关节角度的关系,得出结构参数对弯曲角度的影响程度K值,总结出一套柔性手指参数化设计特征数据,得出基于人手抓取行为的柔性手指设计最佳结构参数。然后,本文研究中空带有内部复杂结构的柔性手指的制作,提出一种柔性手指整体成型的制作工艺。探索了水溶性芯模的最佳配比,总结出一套制作硅橡胶柔性手指的完整流程和方法。并对实物模型进行加压形变测试,制作的柔性手指实物形变角度准确,测量的响应时间为0.15s,重复精度为1.2mm。最后对柔性手的模型进行了设计与实物制作,并对柔性手抓取能力进行了测试,通过气动控制系统对柔性手进行控制,实现对一些典型结构物品的抓取任务;同时对柔性手抓取力进行了测试,柔性手各手指抓取力分布与人手相比较为平均。