随着智能制造的兴起,协作机器人迅速发展,带动了社会的进步,也带来了人机协作的问题。在末端执行器方面,传统机器人常用的刚性夹爪因抓取物体单一、夹持力过大、易损伤物体的缺点,难以适应人机协作的场景,因此,抓取物体多样化、自由度高、不易损伤物体的柔性夹爪在协作机器人领域得到了越来越广泛的应用。本文采用柔性材料,分别基于鳍条效应和气动网格原理,设计制作了两种柔性夹爪,进行了结构有限元分析,并搭建了驱动系统,在Sawyer机器人上,模拟垃圾分类过程进行了多种物品的抓取试验。本文首先对两款夹爪的柔性单指进行理论结构分析,通过选取合适的数学模型分析研究单指结构,通过有限元法分析研究单指受力变形时的不足和缺点并加以改进。其次对两种不同类型单指的制作过程做了整体介绍,鳍条效应柔性单指采用柔性材料3D打印制作,气动网格柔性单指采用硅胶注塑方法制作。成型后对三种尺寸的柔性单指进行性能测试,对鳍条效应柔性单指进行末端接触力测试和表面特征测试;对气动网格柔性单指进行末端接触力测试、弯曲角度测试、响应时间测试。根据测试结果选取较合适的单指作为末端执行器的抓取部分。对柔性夹爪进行驱动系统搭建,驱动系统分为气动回路搭建和串口通信两部分。针对两款柔性夹爪的驱动原理分别搭建了两套不同的气动回路,基于stm32单片机完成夹爪在Windows和ROS下的串口通信。最后介绍集成好的柔性夹爪,包括两款鳍条效应柔性夹爪,可以分别从径向和圆周两方向抓取物体;对气动网格柔性单指进行模块化处理后衍生出多指气动网格柔性夹爪。将两种类型的柔性夹爪安装在Sawyer机器人上测试人机协作的抓取和安全性问题。通过模拟垃圾分类场景验证了柔性夹爪的可靠性和高效性。