机器人手是机器人与工作环境进行信息交流的主要执行部件。机器人手的主要功能体现在抓取和操作两方面,即机器人手应当具备对不同物体稳定抓取的能力,以及一定程度上像人手一样操作物体的能力。机器人手的研究分为全驱动和欠驱动两大类。全驱动手中每一个自由度都有独立的驱动器驱动,因此具备较高的灵巧性;欠驱动手中驱动数少于机械手自由度数,因此控制更加简化且尺寸一般较全驱动手小。且欠驱动手往往具备很好的自适应性,因此已成为近些年研究热门。本文主要研究工作如下:(1)从仿生学角度出发,通过对人手抓取姿势及抓取特点的研究,确定出更接近人手生理特点的机械手设计目标,其中包括手指数、机械手自由度配置、驱动配置等。(2)提出若干种手指机构设计方案、侧摆机构设计方案,采用其中较优者作为机械手最终方案。设计机械手传动系统,并对传动系统中钢丝绳、滚珠丝杠、电机模组等主要零件进行选型。(3)对传动系统分析,得出各驱动电机输出轴转角与其所控制的手指各关节转角之间的对应关系,完成运动学公式分析。搭建UG与MATLAB联合仿真平台,完成机械手在弹性耦合与刚性耦合联合作用下对物体的预抓取仿真,实现机械手对人手抓取谱中33种抓取姿势的复现。(4)开展指尖抓取力实验及手指抓握力实验,以验证机械手的抓取力度;开展机械手对各种形状物体的抓取实验,以验证机械手的抓取能力。