近年来,随着人们对大自然中各类生物和生物器官研究的不断深入,模仿生物肌肉组织特点和运动机制所研制的仿生软体机器人在工程实际领域得到了广泛应用。变色龙舌头作为一个典型的生物器官,具备结构紧凑、高速运动、适应性捕食等性能,因此研制一个兼具这些特点的仿变色龙舌头软体机器人对仿生软体机器人在工程实际领域,特别是快速抓取领域的拓展应用具有重要意义。本文以变色龙舌头的高速捕食运动为切入点,针对当前仿变色龙舌头机器人在仿生弹射机构设计、收回机构设计以及对脆弱物体高速且安全抓取等方面的不足,通过采用仿生学、运动学、控制学等多学科的理论工具,对新型仿变色龙舌头软体机器人的高速弹射-收回机构设计、运动学分析、稳定运动控制以及脆弱物体高速抓取性能等关键问题进行了研究,主要研究内容如下:（1）通过对变色龙舌头的肌肉结构和运动特点进行分析,基于变色龙舌头的弹性能量储存-释放机制及其弹射运动机理,提出一种以软体管状致动器为关键运动部件的气动仿生滑动弹射器设计方法。在对仿生滑动弹射器的运动特点分析上,建立评估仿生滑动弹射器弹射初速度的运动学模型。基于模型分析结果,指导仿生滑动弹射器的结构优化设计和工艺制备。（2）以仿生滑动弹射器弹射初速度最优化和结构小型化为主要设计目标,提出一种基于内嵌纤维式硅胶薄膜制备的软体管状致动器工艺解决方案,建立通气弹射实验平台,实验探究不同结构参数、工作气压对仿生滑动弹射器弹射初速度的影响规律,并结合实验结果和理论模型结果对运动学模型进行合理性验证。（3）基于对变色龙捕食过程功能需求分析,设计一种适配仿生滑动弹射器的高速收回模块以及基于实时图像的位姿可调平台。设计仿变色龙舌头软体机器人的气动系统和电气系统,并基于机器人的运动逻辑分析,确定上、下位机的数据交互关系,编写相应的软件程序,完成机器人的完整样机设计。（4）基于仿变色龙舌头软体机器人样机,研究机器人的定点抓取性能,验证机器人对脆弱物体高速且安全的抓取性能。基于实时图像和上位机的远程控制引导,验证机器人仿生真实变色龙完整捕食过程的运动性能以及多姿态灵活抓取性能。