近年来,新型仿生机械手爪的研发与制作一直是科研人员重点关注的课题。性能优良的仿生手爪可以在医疗健康、工业生产、日常生活、农业种植、航空航天等多领域广泛应用。衡量机械手爪设计水平的重要标志是抓取精确、自适应性强、控制简单以及对物体造成的损伤低。传统的刚性机械手爪结构复杂,柔顺性差,且与目标的接触为刚性接触,易对物体造成损伤。基于章鱼等生物原型的软体机械爪工作时需包含气泵、抽气机等气动元件,功耗高、能源效率低,不便于携带,且制备困难、成本高。针对以上弊端,本文通过模仿典型动物舌面丝状乳突结构,制备了带有微结构的仿生材料,并基于该材料,设计出一款新型仿生机械手爪,以提升抓取过程中的柔性与自适应性,降低对物体的损坏,提升抓取效率。具体研究工作包括:（1）基于对典型生物舌头表面丝状乳突结构研究,创新性地设计了楔形微结构阵列,并通过微纳3D打印技术完成了相应仿生模具的加工;以Ecoflex00-30硅橡胶为仿生材料主体,制备出带有微细盲孔的PDMS基底,利用转印印刷技术,完成了微结构从模具到仿生材料主体的转移,并通过显微镜完成了对仿生材料微结构的观测。（2）选取无微结构的Ecoflex00-30本体材料及带有微结构的仿生粘附材料,搭建法向力、切向力测试平台,进行了两种材料的法向力与切向力的对比测试实验,验证了仿生微结构具有法向增加粘附力与切向增加摩擦力的作用,可应用于机械爪的制备之中。（3）设计出基于舵机控制的新型机械手爪;采用3D打印技术加工出机械手爪零部件,并搭建了驱动和控制系统,完成了刚性部件的组装;采用二次粘接工艺,实现仿生材料与刚性主体的一体化融合,完成了仿生机械手爪实体样机的制作。（4）通过对普通机械手爪和仿生机械手爪的摩擦力测试对比实验,验证制备出的仿生材料对机械手爪抓取性能的提升作用;通过对日常生活中常见的大小不同、形貌各异物体的抓取实验,验证了仿生机械手爪的适应性和可靠性;通过粘附抓取实验,验证了仿生机械手爪的粘附抓取性和对物体的保护作用;通过最大负载实验,验证了仿生机械爪的承载能力。（5）利用仿真软件对普通机械爪和仿生机械爪的性能,从以下三个方面进行了对比分析:不同机械爪抓取相同物体时支反力差异分析;在相同振动频率工况下,施加正弦加速度载荷,不同机械爪的振幅差异分析;在相同冲击能量工况下,不同机械爪抓取物体时的振幅差异分析。以此验证了仿生机械爪的柔顺性、适应性和可靠性。