一． 目的及意义（含国内外研究现状）

1.研究目的

传统设计制造的刚性操作手和灵巧手的功能或形态的机械装置已经被广泛应用到人类日常生活工作中的各个领域[1]，它们把人类从繁重、重复、乏味等的劳动中解放出来，实现了工业生产的机械化和自动化，提高了生产效率。而这些机械手主要由金属材料制成，依靠精确的控制实现对物体的抓取机械手往往负责工业现场中结构性的、重复的、笨重的、较危险的工作，并向着高定位精度、高灵活性以及高速度等方向发展；而机械手主要体现在具有较多的自由度和精确的力位控制上，为了保证被抓物体的安全和完整，对具有较多自由度的刚性灵巧手的控制是非常复杂的[2]。随着社会发展，科技的进步，人们在诸多领域对机械手提出了新的要求，比如需要机械手和医生协作共同完成一台手术、帮助人类抓取一些易碎、易损坏水果或柔软的物品等，这体现在人——机、机——环境交互的安全性、友好性以及灵活性等，传统的机械手在面临这些新要求的时候展示出很多的局限性，很多时候不能满足需求。目前，人类而从自然界中获得很多灵感，设计出了仿生软体机械手 [3-5]，软体手的出现在很多方面填补了这些性能需求的空白。相比于传统机械手，软体机械手是一种由柔性材料制成的新型机械装置。凭借柔性材料天然的柔顺性和适应性，软体机械手具有了高灵活性、复杂环境适应性和安全人机交互性，且能耗低等特点，受到国内外学者和研究机构的广泛研究，并表现出良好的应用前景。

2.研究现状

目前，关于软体机械手的研究已取得很多较大的进展。软体机械手的驱动方式主要分成三种：利用气体为传输介质的气压驱动、利用柔性线作为传输介质的拉线驱动和利用直接可变形的新型智能材料作为驱动（形状记忆合金(Shape memory alloy，SMA)和电活性聚合物(E1ectroactive polyer，EAP)等）。

2004年英国Shadow机器人公司研制的Shadow五指手 [6]，如图 2所示，外形上跟人手很像,共有19个自由度,具有位置、触觉及压力传感器,利用柔绳及滑轮驱动手指各个关节的运动，具有很高的灵活性，几乎能实现人手所有动作。但缺点是传动的柔绳装置结构较为复杂，驱动装置笨重，运动的柔顺性差，控制动作的精度差，而且能耗也比较大。