本文主要研究ICPF高分子材料的性能及其在水下仿生微机器人中的应用。ICPF材料具有很好的柔韧性,较低的驱动电压,快速的响应速度等特点。采用ICPF材料作为驱动器的水下微型机器人,具有无污染、无噪声、隐蔽性高、不易被发现等优点,在海洋环境探测,海底资源开发以及军事领域上都有着广泛的应用前景。本论文的主要内容包括以下几个方面:本文首先对ICPF材料的国内外研究现状及其在水下微机器人领域的应用情况进行了总结与分析。然后介绍了ICPF材料的结构组成,给出了ICPF材料的主要制备过程,以及目前流行的几种提高ICPF性能的改进制备工艺,给出了镀层金属交互搭配的方法。其次,本文重点对ICPF材料的性能进行了研究,首先讨论了ICPF材料的致动原理,提出了一种微观的阳离子结合水分子的致动机理;并对ICPF材料的尺寸对性能的影响进行了分析;建立了ICPF材料特性测试的试验平台,对材料的末端位移特性、载荷能力特性、电容性特征进行了实验测试;归纳总结了ICPF材料的几种模型,并在电容性实验的基础上,提出了一种基于材料电气化特征的ICPF电学模型,并结合实验数据与仿真模型进行了对比分析,证实了模型的正确性。最后,本文在对ICPF材料的性能研究的基础上,通过对水下多足爬行类生物的观察模仿,设计了一种新型水下爬行微机器人,并对其驱动控制系统进行了设计;然后研究了多足机器人步态方案,分析了静态稳定步态实现的原则,并设计了机器人平动步态和定点转动步态的协调控制方案,最后通过实验验证了这两套方案的可行性。