跌落测试是通过模拟试品在搬运或装卸过程中意外跌落的过程,来检测试品抗击意外冲击的能力,它是检验试品包装安全性与可靠性的重要手段。针对现有跌落测试系统自动化程度较低,并且不适用于军事用品包装件跌落测试的现状,设计一种三级气动机械手与跌落测试相结合的,具有自动调整试品跌落姿态功能的控制系统。首先,对跌落测试系统主要结构和组成部分进行分析,设计跌落测试系统整体工作过程;结合跌落测试标准确定测试系统控制功能,完成控制系统总体设计。然后针对机械手提升和夹持过程中可能出现滑动的问题,采用将滑觉检测技术应用于夹持机械手的方法,选择了具有压电效应的聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器,分析传感器滑觉检测机理,并设计了可提高传感器信噪比的调理电路;针对机械手夹持力难以控制的问题,建立三级气动机械手气动伺服系统,并对机械手夹持力控制系统进行建模分析,通过线性化处理确定系统传递函数及分析系统特性后,选用模糊自适应PID控制方法增大机械手夹持力,使用MATLAB/Simulink工具对控制方法进行仿真分析,进一步验证此方法的适用性。最后,对跌落测试系统进行关键硬件选型,并对机械手夹持力控制分系统、试品高度升降控制分系统及试品跌落姿态调整控制分系统进行软件设计。