软体机器人作为机器人领域的一个重要分支,相对比于刚性机器人有着不可或缺的作用和优势。软体机器人可以承受更大的冲击和变形,更加适用于非结构环境中,同时软体机器人具有较好的鲁棒性和安全性。本文基于软体材料,研制了纤维增强式仿人软体机械手。据统计,中国上肢残疾人数有将近40万人,而对于目前的商业假肢均为刚性手,所能实现的功能较为有限。人的肢体行为是由神经控制的,在肢体运动过程中会产生微弱的电信号,因此肌电信号是肢体运动的一种重要的生理信号。为了提升假手的拟人性,本文提出将软体手和肌电信号相结合,引入肌电信号控制软体机械手,可以更加直观并且有效的反应人体的活动目的。本文的主要研究内容如下:首先,收集和阅读了大量的文献资料,对软体机械手的和肌电假肢的研究和发展情况进行了总结和分析,针对分析的结果,提出了本文的研究意义和整体技术路线,即主要内容。第二,根据人手结构,提出并设计了纤维增强式三腔体软体手指结构。建立了软体机械手的三个理论模型,分别是弯曲角度和气压模型,纤维增强式弯曲扭转模型,软体手指力输出和气压模型。采用Abaqus仿真软件,对软体手指的弯曲运动和弯扭组合运动进行仿真。根据仿真结果对理论模型进行优化。根据机械结构设计模具,将Ecoflex 00-50和Dragon skin 30按照1:1的比例混合,利用浇筑的方法进行制作。第三,六种不同握力的情况下,在人体前臂指浅屈肌等肌肉群附近采集三通道表面肌电信号,对获得的信号进行预处理、活动段检测,在时域、频域和时频域共提取48个特征值,再选择合适的维度,进行降维处理。最终根据获得的10维特征值,选取核函数为线性核函数的SVM作为分类器,得到了初步分类模型,分类准确率为94.2%。但是由于力输出为连续输出,对所得到的分类模型进行扩展,根据扩展后的模型确立对软体手的力输出控制策略。第四,设计软体手的硬件和软件控制平台。硬件平台主要包括气路的搭建和实验平台的搭建。其中实验包括弯曲角度采集实验、扭转角度采集实验、力输出测量实验,将实验结果和理论模型进行比较,得到修正理论模型。除此之外,还进行了机械手包络式抓取实验和物体软硬识别实验。其中物体软硬识别实验,结合肌电信号的握力模型和软体机械手,选取四种软硬不同的物品进行抓取,成功完成了抓取任务。软件控制包括上位机的设计和气路控制程序设计,上位机界面可以实现对肌电信号的实时监测、软体手指内部气压值的实时监测、肌电握力模型的预测值以及其他的配置参数。