随着人口老龄化社会的悄然而至,助老助残问题成为每个家庭正在经历或者将要面临的问题,如何通过机器人技术实现助老助残已然成为社会研究的热点。其中机器人末端结构是实现助老助残的重要组成部分,对于提高助老助残机器人工作的准确性、帮助用户灵活地抓取对象、使机器人更加人性化地工作成为机器人能广泛应用的关键问题。因此本文在研究仿生学的基础上,针对助老助残机器人末端结构设计、运动学分析以及优化设计对其进行了详细地研究,其主要研究内容如下:首先,采用人机工程学与实际问题相结合,利用Solid Works建立一种基于仿生学原理的助老助残机器人末端结构的模型,通过该模型可实现9自由度的旋转运动,通过设计的三指三关节机械手手指以及模块化设计的机械手掌两部分内,可有效实现对物体的自适应抓取。其次,在此基础上进行运动学分析与仿真,利用D-H坐标推导出该末端结构机械手指指尖的位姿方程,通过Matlab软件得到该欠驱动仿生机械手的工作空间,完成该末端结构的正运动学分析;再利用逆运动学求解方程,获得仿生机械手指的关节长度以及关节角度,完成逆运动学分析;并且通过ADAMS和Solid Works软件对助老助残机器人末端结构进行联合仿真,得到指尖的速度曲线、加速度曲线以及扭簧的受力情况;利用正逆运动学分析及仿真,验证了建立该模型的正确性。最后,对助老助残机器人末端结构的优化进行研究设计,通过建立该机械手抓取静力学模型,推导出该仿生机械手的关节尺寸与被抓物体施加力大小的数学关系,再通过遗传算法建立相应的适应度函数和目标函数进行优化,获得该结构的最优尺寸参数。为了验证建立该模型的正确性、运动学分析的可靠性以及尺寸优化的有效性,通过采用3D打印技术制作了该模型的各个零件,完成实物的装配;再以球形物体抓取目标为例,进行末端结构的抓取实验;实结果表明该末端结构可实现对物体的自适应抓取,从而证明该结构的合理性、可靠性以及有效性,为助老助残机器人的应用奠定了一定的基础。