软体机器人的本体是用软材料制作而成,自身可实现弯曲、扭转等动作,具有前所未有的柔顺性和适应性。目前软体机器人通过模拟生物的运动形态,能够爬行、蠕动和穿过狭小的空间,在非结构化环境中应用前景广泛。软体机器人可以通过柔顺变形的方式与其他物体相容,从而也方便抓取或是搬运易碎物品。本文将软体机器人高适应性特点应用于斜坡、圆杆和拉索等建筑物,进一步提高攀爬机器人的稳定性,基于现有的气动网格式的驱动方式设计出本文所示的软体攀爬机器人。主要内容包括软体攀爬机器人的结构和工作原理、与接触面粘滞力学特性分析、在振动响应下机器人运动状态、通过3D打印等技术制作实物、实验分析。具体如下:首先,设计软体攀爬机器人驱动器的结构和气动电路控制板。软体驱动器采用刚度梯度层的结构和交替式充气实现运动的工作原理,气动电路控制板通过导管为软体驱动器提供气体压力,应用气滑环解决在运动过程中的导管缠绕。其次,应用最小势能法分析空腔变形层形变,得出当驱动器具有不同数量的空腔时,空腔变形后与接触面接触需要的变形量。应用ANSYS有限元分析软件模拟驱动器单空腔充气和双空腔同时充气,得出空腔变形层总变形量、等效应力与压强之间关系。然后,应用离散法分析拉索振动对软体攀爬机器人的影响,得出软体攀爬机器人在自由振动下运动性能。最后,应用3D打印技术和分层浇筑方法等配合,制作多个不同的软体驱动器。搭建实验平台,应用高速摄像机和Image Pro动态图像分析软件通过视觉进行数据采集和分析,得出在不同条件下软体机器人变形特点,并在驱动装置的配合下验证软体机器人在空负载下实际运动效果。