软体机器人具有良好的柔性,理论上拥有无限多自由度,能够通过自身形变适应外部环境,能够在空间狭小的环境中进行作业,在救援、探测方面表现出广阔的应用前景。同时,软体机器人具有良好的生物兼容性,不会对生物组织造成伤害,逐渐受到医疗工作者的关注。软体机器人是新兴的研究领域,相关研究仍处于起步阶段。因此,开展软体机器人理论与相关技术的研究对促进软体机器人技术的发展和应用具有重要的意义。本文设计一种两自由度的柔性执行器,其具有两个气腔,对称分布在柔性执行器两侧。柔性执行器中轴线位置包含阻塞型芯,可用于改变柔性执行器的刚度。为避免柔性执行器在弯曲过程中产生气球效应,通过外壁缠绕纤维的方式对径向膨胀进行限制。建立柔性执行器的径向约束模型。根据分段常曲率模型,推导柔性执行器的运动学模型。分析柔性执行器轴线长度与气腔长度的关系,对阻塞系统进行描述,建立柔性执行器的刚度模型。利用Abaqus仿真软件对影响柔性执行器特性的因素进行仿真分析,包括径向约束状态、约束纤维的角度、气腔形状、阻塞型芯状态等。并通过实验对不同条件下柔性执行器的刚度、弯曲特性、承载能力、伸长特性进行测试。利用四个柔性执行器构建软体机器人系统。利用气泵、电磁换向阀搭建气动回路。以Arduino Mega 2560为核心对控制系统进行设计,通过继电器模块对电磁阀进行控制,使用气压传感器对压力进行测定,利用Matlab GUI编写控制界面,实现对软体机器人行走、抓取运动的控制。