由于轻工和食品行业生产的大规模状况,为满足其形状复杂、物性多样的原材料、半成品、成品的物流、分拣、包装的需要,解决简单劳动力成本高的问题,并考虑到机械手的成本、使用环境、劳动条件等因素,亟需具有自适应柔性的抓持机械手来完成相应的工作。从上个世纪开始,作为机器人中最灵活的部分——机械手也进入了快速发展阶段。传统的机械手一般是基于特定环境设计的,通用性较差,执行不同的任务,就需要设计多个抓持器,不仅成本提高了,而且频繁的更换抓持器也降低了效率。对于抓持对象：(a)易变形破坏的软性物体(如面包、软包装物品),(b)易碎的脆性物体(如禽蛋),(c)形状不规则的、大小差别大(瓜果等农副产品)的物体,(d)异形的物体(异形的包装容器),(f)位置摆放混乱物体。就机械手抓持而言,需要满足这种抓持适应性要求广的要求。采用传统机电结合的机械手,需要感知空间的形状、位置,精确控制运动和抓持力,否则会损坏这些类物品或不能有效抓持。由于成本较高、环境要求高等原因,通常的精确的控制机械手难以广泛应用。本文提出了以气缸为动力三种机械手结构,关节采用牵引绳与扭转弹簧相结合的方式驱动。当向气缸的有杆腔充入压力气体时,牵引绳拉力克服手指关节处扭弹簧的阻力,手指开始伸展；当有杆腔与大气相通时,牵引绳放松,靠手指关节处扭弹簧的作用,手指开始弯曲；靠扭弹簧的作用,手指抓持物体。通过对三种机械手模型建模,建立了角位移与机械手相关参数之间关系,进行静态模型仿真。基于抓取大小不同横径苹果,以抓取力变化最小为优化目标,对机械手的结构和弹簧参数进行优化。建立绳牵引指关节主动伸展的动力学模型,采用气压和气液复合驱动,对关节的角位移和角速度进行动态仿真。抓取大小苹果时,两关节两指和三关节三指机械手及扭弹簧参数的优化结果较相似。六关节三指机械手抓取苹果的抓取力变化小于以上两种机械手。两种驱动方式下,气液复合驱动时关节反应时间更短,关节角速度振动周期更短。在抓取大小不同横径苹果时,六关节三指机械手优化效果最好,拥有更好的柔顺适应性。对两种驱动方式进行对比分析后,气液复合驱动方式关节主动伸展的时滞时间大大短于气压驱动方式,系统的刚性也得到了提高,减小了关节震动幅度,且振幅衰减加快,运动更加平稳。