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软体机械手抓设计综述
摘要：随着机器人逐渐在各个领域都有着广泛的应用，人们逐渐对机器人的适应性和柔顺性提出了更高的要求，由于传统的刚性机器人无法满足现今的部分环境需求，软体机器人应运而生。软体机器人拥有着很高的适应性、柔顺性，有着无限多的自由度和连续形变能力。这些性质使得软体机器人在医疗救援、救灾救援和勘探勘测等场合都有着很广泛的应用。本文将设计气压驱动的软体机械手，并分析其性能，将其用于易碎物品的抓取。
关键词：软体机器人；柔顺性；软体机械手；气压驱动
研究的目的及意义
20世纪五十年代，随着迪沃申请第一个机器人专利并成立第一个机器人公司Unimation机器人公司，机器人技术开始了迅猛的发展。1962年，第一台工业机器人Unimate由美国Unimation公司发明并在通用公司成功应用，标志着人们进入了一个全新的机器人时代[1]。随着机器人技术不可阻挡的发展趋势，机器人逐渐在各个领域都有着很广泛的应用。但是面临着复杂多变的操作环境和种类各不相同的操作对象，市场对机器人的适应性提出了越来越高的要求[2]。
以传统工业机器人为代表的刚性机器人绝大部分由限制了其弹性变形能力的刚性材料制作而成，受制于负重比低、柔性度差等先天局限,难以充分满足服务机器人、智能制造机器人等新领域的应用需求。由于本身材料和运作方式的限制，他们对特殊情况及变化环境下的适应性和变形能力较为一般，相反，专业化和精确化是更适合他们的应用方向。随着科技的不断进步和发展，机器人的应用领域也逐渐变广泛，要求也变得愈发严格，许多特殊领域例如康复治疗、复杂地形勘探[3]都有着对机器人迫切的需要。因此，对非结构化环境下适应性能强的机器人的研究逐渐成为了当今科学界的热点方向。
为使机器人有着更高的柔性、增加更多的自由度，研究者们创造出了超冗余度机器人，使机器人拥有着一定的连续形变能力，例如仿象鼻机器人、蛇形臂机器人[4]。虽然如此而来，超冗余度机器人对环境的适应能力有着很大的提升，但是由于依然采用了刚体作为零部件，自身尺寸不能被改变，所以对环境的适应性依然有限。
因此，软体机器人是机器人源头技术竞争的一个战略制高点。自然界中，软体动物广泛分布于海水、淡水及陆地。在大自然对他们优化了亿万年后，这些动物的软体组织拥有了许多可以被人们仿照的特点，如变形能力强、质量轻、高功率密度比等，并且他们可以使自己以改变自身身体形状的方式在各种复杂多变的自然环境条件下自如地运动。近年来，研究者以软体动物为原型，提出了软体机器人的概念。
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