随着机器人技术的不断发展,人们对机械手的要求也越来越高。一个性能优良的仿生手可广泛地应用于人体假肢、生活服务以及军事领域等各个方面。传统的刚性机械手不具有柔顺性,故而对控制精度的要求较高,且容易对抓取的物体造成损伤。而现在的大多数的软体手通常用气体来驱动,制作过程不便,且需要外部气动元件进行供气,受到了重量及空间的限制。因此,本文设计了一个新型的刚柔混合仿生手。该装置采用柔性关节和刚性指骨进行连接,制作过程简单,经济轻便,具有较好的柔顺性,能够抓取各种形状的物体。本文的具体研究内容为:设计了一种刚柔混合仿生手。通过研究仿生学机理,基于人手结构及抓握方式设计了刚柔混合仿生手。它包括五个手指,每个手指包括两段硅胶柔顺关节及三段刚性指骨,采用欠驱动腱绳传动作为其传动方式。同时设计了回弹系统并对驱动源进行了选型计算。最后在Solidworks中建立了三维模型。建立了仿生手的运动学模型。通过分段常曲率法建立了驱动空间-关节变量空间以及关节变量空间-任务空间的映射关系,并利用D-H方法求解了手指的末端坐标,且在MATLAB软件中进行了有关于运动学的仿真,得到了各手指指尖的运动空间,结果显示拇指与其余手指交互范围较大,验证了该装置抓取范围的合理性。建立了手指的力学模型,并分析了影响柔顺关节因素。基于Yeoh本构模型对柔顺关节进行了分析,通过ANSYS有限元分析及硅胶拉伸试验,对柔顺关节的截面形状及所用硅胶硬度进行了优化。最后通过ANSYS动力学仿真分析了柔顺关节的动态特征。完成了实物制作,并且基于Arduino控制板搭建了实验平台,对手指弯曲进行简单的控制。测出了仿生手的相关性能,并完成了对不同实物的抓取实验,结果显示仿生手有很好自适应能力,能完成对多种物体的抓取。最终,通过实验和理论分析,刚柔混合仿生手制作简单,且具有较好的自适应性,抓取日常生活物体具有较好的效果。