大型未知目标的抓取要求抓取机器人具有较大的工作空间,较大的抓取力,较大的刚性和较高的抓取稳定性等,这使得针对大型未知目标抓取的机械手设计极具挑战性。大工作空间导致机械手尺度较大,这就要求机械手具有折叠展开功能以方便储藏和运输,而大的抓取力和高稳定性则要求机械手具备较好的结构刚度和包络性。为解决这些技术问题,本文提出了一种基于折纸原理的新型可展开式机械手,对该类机械手的设计与分析方法展开了深入研究,具体内容如下:基于折纸原理提出可展式机械手的构型设计方法。机械手通过多个基本可展模块单元串联连接而成,每个可展单元通过多个折纸机构共同连接于上下两个底板。为了实现较好的抓取刚度,折纸机构采用具有一定厚度的刚性折板,通过运动副轴线的偏置设计来避免非零厚度的折板在运动过程中出现的干涉,并对基本模块单元的驱动器布置进行了分析。对基本可展模块单元进行了运动学分析。建立了展开过程与弯曲抓取过程的运动学方程,基于螺旋理论分析了可展式抓取机械手的自由度,通过驱动杆的伸缩量计算了单元弯曲角度的大小。并且对可展开式机械手的可达工空间进行分析计算。对提出的可展式抓取机械手进行了优化设计。将单元模块中的折板尺寸作为设计变量,以单元在运动过程的折展比和弯曲最大角度为优化目标,并基于前面的运动学分析,进行了参数优化,并通过MATLAB工具箱的fminimax函数求解得出机构的最优化尺寸。对所提出的可展式抓取机械手进行了目标抓取仿真。分析了基本可展模块单元驱动力在与目标接触时的作用力之间的关系,通过改进传统三次样条插值函数,来描述模块单元在运动时的轨迹,对均匀形状目标的包络过程进行抓取规划分析。