本文根据长春瑞星机器人科技有限公司要求,依照人体肌肉的工作原理,设计了一种新型关节液压驱动元件,以实现机械手工作的柔性化,此关节液压驱动元件在一定液压作用下能产生相应的弯曲变形。建立了相应的静态模型,通过实验论证了该模型的合理性。利用悬臂梁理论,建立了该驱动元件的动态模型。根据运动解剖学,设计了腕部带自锁能力的球副型全方位机械手,并用CATIA建立相应的三维模型,通过对模型的电子样机运动仿真,得出相应腕关节运动和手指抓取的仿真参数,对机械手模型的结构进行了优化。基于人手腕的运动规律,设计了由关节液压驱动元件并联构成的手腕驱动环,对手指的驱动采用驱动元件并联、再串联的驱动链形式。建立了三关节手指的数学模型,根据能量最小原则,应用Hopfield网络求得了机械手指的一个逆运动学解。对单个关节液压驱动元件,进行了伺服控制系统的设计,通过模糊控制算法对位置控制环进行力补偿。同时,运用神经网络对模糊控制算法的输入变换参数进行在线调节,使其对不同的刚度环境具有自适应性。仿真结果表明,该算法能够实现很好的力跟踪。