我国是一个传统的农业大国,食品工业在我国的产值中占有很大的比重,但水果、蔬菜、鸡蛋等农产品的采摘、分拣、贮存仍以人工方式进行。其中一个重要原因是企业内对食品原料、半成品和成品的加工、运输和包装工作需要抓取操作,而抓取对象的复杂性使得抓取操作不能自动完成。这里的复杂物体指的是:(1)形状不规则的、大小差别大的物体;(2)易变形的软性物体;(3)易碎的脆性物体;(4)异形的、位置状态混乱且难理顺的物体;(5)物流运输包装流程的各种形状、材质的内包装货品。形状和尺寸变化,材质松软易损坏、易变形或材质硬脆易破碎,异形且位置状态混乱是复杂物体的三大特征。机械手作为机器人与操作对象相互作用的执行部件,是实现抓持操作自动化的关键一环,其性能直接影响操作任务的执行效果以及工作效率。为满足形状复杂多变、物性多样的复杂对象抓取需求,同时为了提高劳动生产效率,急需抓取复杂对象的双电机驱动柔性机械手。首先,总结了软体机器人、欠驱动机械手的特点,在重点分析柔性手指机械手的基础上,以控制指根节转动角度为目标,提出增加一个电机驱动的设计思路,通过双电机协同控制,既可以扩大机械手抓取范围,又能精确控制抓取接触力的位置和大小,既能实现捏取方式抓取,又能进行包络方式抓取,保证抓取可靠性。其次,进行机构原理分析和双电机驱动柔性机械手结构设计,通过具有自锁功能丝杠螺母机构,其中一个电机驱动指根节驱动盘运动、控制指根节转动,另一个电机驱动指尖节驱动盘运动、直接加载指尖节转动;串联铰链柔性手指的二个芯轴上装有不同的扭弹簧,具有结构柔性、缓冲性,又在包络抓取时指尖节先接触、并将被抓物体向手心内驱动,从而克服了欠驱动机械手指根节、中指节、指尖节逐渐接触、被抓物体会移动的缺陷;三根相同结构手指的两根可以手动调节,既可抓取圆形物体,又可抓取方形物体,且抓取圆形物体、方形物体时机械手的坐标原点不变。然后,对机械手进行了运动学分析,建立了指根角的驱动盘位置-指根节位置公式,以及手指的驱动杆行程-手指位置公式。以机械手捏取操作为例,对机械手进行静力学分析,建立了机械手在空载时,被抓物体静态下机械手驱动加载时,以及被抓物体在悬停状态下机械手驱动加载时的力学平衡方程。针对具体抓取对象,在指根节角度可调的前提下,以满足可靠抓取为目标,最终确定了机械手结构尺寸和二个扭弹簧参数。再后,针对前述具体抓取对象,对运动学分析和静力学分析得到的多变量非线性方程组进行计算,得出机械手在空载状态下,扭弹簧扭转角的变化情况;被抓物体静态下,机械手驱动加载时接触力的变化情况;以及被抓物体在悬停状态下,机械手驱动加载时接触力的变化情况。并将机械手模型导入至ADAMS中对抓取过程进行静态分析,验证柔性手指在被抓物体静态下,机械手驱动加载时接触力变化规律。其后,进行了柔性机械手的控制系统的设计,编写了配套的控制程序。可使用PC应用界面进行抓取控制,具有手动模式和自动模式两种抓取方式。可完成双电机的简单控制和机械手的抓取动作。最后,制作机械手实物样机,并搭建机械手控制系统平台,对机械手空载时静力学模型进行实验验证,同时,验证机械手对多种抓取对象的适应性。结果表明,相较于静力学模型理论计算结果,扭弹簧随推杆行程变化曲线基本吻合,机械手对不同尺寸、形状各异,不同材质的的抓取对象有较好地适应性。