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地球海洋面积十分广阔，生物种类繁多，矿产资源丰富。近年来，海洋资源开发与科学考察等活动逐年增加，水下机器人的应用更为普及，水下机器人作业要求也越来越高。水下机械手搭载于水下机器人上，是实现水下作业必不可少的工具。目前作业型水下机器人配备的水下机械手大多配置单自由度夹钳，用于夹持和抓取目标物，这种手爪结构简单、操作方便，对于大负载作业卓有成效，但存在抓取几何形状不封闭、没有力感知等缺点，无法实现无损、柔性抓取，难以满足日益提高的水下作业需求。 本文结合深海环境特点，面向水下机械手的作业需求，针对具有力感知功能的水下多指手开展了研究，论文的主要内容有: (1)设计了一款可用于全海深环境使用的力感知多指手，具体介绍了多指手结构，完成多指手传动结构的设计，多指手三个手指布局可调整以适应各种抓取对象，完成密封材料的选择等，多指手密封舱内充入液压油并配备压力补偿器以抵抗外界水压，可满足深海作业需求。 (2)深入分析并设计了手指结构参数，选择由一根绳索驱动三个指节的欠驱动方式，设计了指关节扭簧参数，采用力控制的方法优化手指关节的运动顺序。手指指尖模块内置压力传感器并设计密封结构，通过力传递的方式获得指尖接触力信息，并基于手指驱动电机电流信息，实现抓取力的控制，结合指尖接触力，可对水下柔性目标进行操作和抓取。 (3)建立了手指的运动学模型，进行了正向运动学求解;建立了三关节手指的抓取静力学模型，对手指指节接触力进行了理论分析;基于牛顿—欧拉方法，考虑关节水阻力与附加质量力矩等，建立水环境中手指的动力学方程。 (4)建立多指手的ADAMS动力学模型，在仿真环境下对手指抓取目标物时的指节包络姿态进行了研究，与理论设计结果基本吻合;对手指的绳索—滑轮结构进行仿真验证，可实现绳索驱动手指弯曲功能;对多指手抓取性能进行了仿真，结果表明多指手可以适应不同形状的物体并对其进行稳定的抓取。 (5)基于水下多指手原理样机，进行了多指手陆上与水下综合实验研究，实验证明多指手满足水下作业要求，力感知功能良好，可抓取多种形状的物体，实现抓取的力封闭、几何封闭/形封闭。多指手电机、驱动器及测力传感器压力试验表明多指手具备深海作业的条件。