随着科技的飞速发展和人工智能技术的广泛应用,智能机器人正在潜移默化的影响着人们的日常生活。作为机器人与周围环境交互的末端执行器引起了人们的广泛关注。多指灵巧手模拟人手的结构和功能,克服了传统末端执行器结构简单、自由度少及适应性差等缺点,它良好的灵巧性和适应性为机器人的应用起到了推动作用,同时合理的抓持规划使得灵巧手能够稳定灵活的抓取不同形状的物体,具有很好的研究意义。机器人延伸到医疗康复、服务娱乐、农业等领域,新型灵巧手体现了较高的应用价值。本文基于FPA研制的多指手进行抓持规划研究,主要的研究工作如下:(1)简述柔性驱动器(FPA)的工作原理和弯曲关节的动态特性。提出了具有3关节、3自由度的拟人手指;采用模块化的设计方案,把5根同样的手指装配在拟人手掌上,构成多指灵巧手的本体结构;从仿生学的角度合理布局并优化灵巧手的结构参数;从目标物体模型和抓取任务等方面考虑,初步制定多指手的抓持规划总体方案。(2)通过机器视觉对目标物体建模,更加直观有效的了解被抓取物体。在相同的环境中,选取常见的一组物体采集图像;采用图像处理的方法得到目标物体的几何形状、基本位姿等特征作为抓持模式规划的参数。(3)综合目标物体的特征参数和抓取任务要求,研究灵巧手抓持规划的实现过程。根据已知信息建立抓取模式知识库,进行抓持模式规划;采用基于L-M算法优化的BP神经网络设计抓取模式规划器,仿真结果表明抓持模式规划器具有良好的分类特性。在抓持内力存在的条件下,结合摩擦锥约束条件,从几何角度建立基于稳定性的接触力规划,找到最佳的抓取内力汇交点,结合力封闭三角形计算对应的抓持内力和操作力。(4)采用D-H法建立多指灵巧手的运动学方程,基于运动学对手指进行位置跟踪实验,位置跟踪响应时间低于0.5s,角度跟踪最大误差为0.34?;提出抓持规划的最终方案,根据研制的传感系统等硬件搭建实验平台对一组物体进行抓取操作,实验结果表明灵巧手经过抓取规划能够稳定的抓取目标物体。