生物力学、控制理论和机器人是仿生机械的主要研究领域。把生物系统中有应用优势的结构特征和机械学的特性结合应用，人类就有机会制造出比自然界的生物系统更具有性能优势的结构更为完善的仿生机械。

上世纪中期，由于原子能利用、航天、海洋开发和军事技术的需要，迫切要求机械装置应具有适应性和高度的可靠性。而以往的各种机械装置远远不能满足要求，迫切需要寻找一条全新的技术发展途径和设计理论。随着近代生物学的发展，人们发现，生物在能量转换、控制调节、信息处理、辨别方位、导航和探测等方面有着以往技术所不可比拟的长处。同时在自然科学中又出现了“控制论”理论。它是研究机器和生物体中控制和通信的科学。控制论是沟通技术系统和生物系统工作原理之间的桥梁，它奠定了机器与生物可以类比的理论基础。  

1.2 国内外研究进展及动向 源:自/751-·论,文'网·www.751com.cn/

1.3 本文主要研究目的及内容

本文主要目的是在认真查阅相关的仿生机械手（包括假肢上肢）工作原理、结构特点和设计方法的基础上，确定设计总体方案，进而应用三维设计软件设计主要结构，分析其运动和动态静力及刚强度特性。

通过仿生机械手的设计建模，来锻炼自身以下能力：

（1）提高调查研究、中外文献检索与阅读的能力

（2）提高综合运用专业理论、知识分析解决实际问题的能力。

（3）提高独立研究与论证的能力。

（4）提高设计、计算与绘图的能力及计算机应用能力。

（5）提高撰写设计说明书的能力

本文即仿生机械手的设计建模与静力学分析主要包括以下内容：

（1） 仿生机械手的总体设计方案。

（2） 仿生机械手主要手指及关节运动学分析。

（3） 仿生机械手各关节、指节及相连结构件的有限元分析。

（4） 仿生机械手的总体实体建模。

（5） 仿生机械手的标准机械工程图。

通过对这一课题的设计完成来对本科阶段所学进行整理与归纳总结，培养

设计思路，为将来奠定基石。

2 仿生机械手的总体设计

进行整体机构方案设计，根据对仿生机械手系统的技术要求以及实际条件的限制，确定总体设计方案。

2.1 现有仿生机械手的主要类型文献综述

基于基本传动方式的差异，机械手可以被划分为液压式机械手、气动式机械手、电动式机械手以及机械式机械手。

1）液压式机械手：液压传动是依靠流体的压力来进行能量的交换。动力部分（泵体）、执行组件（液压缸）、控制组件（阀体）、辅助器件和环境媒介等构成了液压系统的主要部分。最近的30年中，液压传动基于计算机、微电子、控制理论的多领域迅猛发展，已经成长为机电控制、传感、计算机技术一体化的全新科技。