伴随着我国工业领域的不断发展,大量的工作车间已采用的无人化车间的操作模式,越来越多的机器人被应用于工业领域以代替人们完成需要重复性操作的工作以及具有危险性质的工作。机器人末端执行器作为机器人完成既定动作的基础,是近年来人们研究的热点问题。机械手作为末端执行器的一种,同样受到了人们极大的关注。目前市面上针对于工业领域所使用的机械手大都无法完成高频响的柔性抓取的动作,本文针对于此问题,设计研制了一款用于工业领域的欠驱动夹爪,具体的研究内容如下:本文首先提出了机械手用于工业领域机械手的设计要求,然后完成了整体的结构设计,主要包含驱动系统和传动系统方面,并设计了相应的驱动系统,得出了其工作原理模型,并建立了数学模型,探究了影响其输出力的因素敏感性分析,建立了正交试验,得出了各个影响因素下电机的输出电磁力的情况。设计完成后对夹爪的各部件进行模型绘制,使用Solid Works软件建立夹爪各部分的三维模型,将各部分结构进行装配。基于所设计的欠驱动夹爪结构并结合经典的抓取理论,规划了针对不同的目标物进行了不同的抓取方式的抓取模式,设计了3种抓取模式,最后采用虚拟样机技术将Solid Works绘制的三维模型导入ADAMS软件中完成模拟仿真平台的搭建,对欠驱动夹爪整体进行分析,完成对指力量抓取、对指包络抓取和单指钩取模式过程仿真以及运动过程的分析。通过已经完成的机械结构验证,对欠驱动夹爪进行了正逆运动学分析以及建模分析、雅克比矩阵的计算以及工作空间的分析。首先通过D-H坐标法建立了夹爪的正逆运动学方程,得出了关节旋转角度与末端位姿的相互之间转化的关系,并根据正运动学方程推导出了本夹爪的雅克比矩阵,对夹爪的运动规划以及控制方面提供了理论基础。最后通过MATLAB软件中的机器人工具箱Robotics Toolbox完成了对夹爪的运动学建模,利用得到了其工作空间,符合理论设计的结果,为后文的研究提供重要依据。