作为机器人抓取的一个重要应用市场,自动化的小部件抓取在3C行业、生命科学等诸多领域已经呈现出不断增长的需求。然而,小部件的抓取过程面临着许多技术挑战。小部件特征在于尺寸小、轻量化、形状多样且容易变形和损坏。同时,小部件通常强度较低,易于变形。除此之外,小部件装配的过程一般较为复杂,需要人和机器人共同协作以完成一系列复杂的装配任务。并且由于小部件的种类繁多,机械爪需要对不同的物体具有适应性,在尽量不更换夹具的前提下完成一连串多种任务。针对上述的诸多挑战,本课题旨在设计出一款面向小部件抓取任务的机器人抓取系统。首先,针对小部件的尺寸和负载等特征制定了夹爪的基本参数,根据基本参数建立了夹爪的基本运动学模型。同时利用Solidworks建模软件进行了夹爪虚拟样机的设计和建模,并进行了基本的运动仿真。接着利用有限元对夹爪的关键零部件进行了受力分析。在保证强度和刚度的基础上,又对夹爪的杆长、尺寸和材料选取进行优化,实现夹爪的轻量化设计。并对电路接口芯片和舵机进行了选型,并设计了夹爪的控制电路,同时设计了通讯协议以实现单片机和舵机的串口通讯。其次,设计了夹爪夹取物体的控制策略和算法,实现了夹爪的位置控制,速度控制以及抓取力控制。基于已标定的薄膜力传感器,实现了比例控制、比例积分控制、模糊控制等力控抓取算法,并提出了基于示教和自适应的抓取策略,接着将上述的算法、策略和控制逻辑进行了编程实现。基于已有的机器人系统,分析了其基本的运动学模型并进行仿真。在此基础上设计了一款抓取系统应用软件用于实现抓取系统的仿真和控制。实现了离线编程和仿真示教、夹爪控制等功能。最后,对上述所设计的夹爪和应用软件平台进行了实验,验证并分析了所设计的控制算法和策略的可行性。