机器人技术已广泛应用到工业生产、医疗服务、勘探勘测、生物工程、特种探险救灾、空间站作业等领域。刚性机器人的机械臂大都由刚性机构组成,自身顺应性和柔顺性缺乏,无法适应客观环境。仿大象鼻子机器人是一种由柔性材料制成的新型装置。其自身多冗余自由度的结构和特殊的软体材料使其具有高灵活性、复杂环境适应性、安全人机交互性等特点,受到国内外学者和机构的广泛关注,展现出良好的工程应用前景。仿大象鼻子机器人的研究涉及到材料学、力学、化学、机械设计与制造、电子与控制科学以及仿生学等诸多领域的交叉和融合,是一种全新的机器人,对它的研究才刚刚起步。从材料、设计、加工、传感到控制,均存在着一系列的问题需要继续研究。本文的主要研究内容为仿大象鼻子连续体机器人的结构设计、运动学分析、动力学分析、样机实验。针对现有仿象鼻子连续体机器人结构复杂、不易控制等特点,本文研制了一种结合力、位移传感器于一体的锥形仿象鼻子连续体机器人,通过钢丝绳驱动方式使四节柔性机械臂弯曲。整个机械臂具有8个自由度。实验平台结构易加工,制造费用较低,机械臂柔顺可控且重复精度较高。基于实际物理模型,对机械臂进行数学建模并进行参数化描述,根据运动规划编写相应的程序,将其植入到STM32开发板进行驱动控制,以此来实现柔性机械臂的弯曲,从而改变机械臂的空间位姿。针对国内外设计研发的仿大象鼻子连续体机器人样机,分析了其驱动原理、机械臂的结构特点,采用圆柱螺旋弹簧设计了四段柔性机械臂,通过钢丝绳驱动方式来实现柔性机械臂的弯曲,对其进行运动控制以实现避障、抓取等功能。按照设计需求,根据设计的机械臂结构对力、位移传感器以及电机进行选型。根据柔性机械臂实际物理模型,利用旋量理论、指数积运算、空间几何对机械臂进行运动学建模,分析了机械臂驱动空间、关节空间、操作空间三者之间的映射关系,利用MATLAB软件完成了运动学仿真分析,仿真结果证明了运动学的合理性。同时利用拉格朗日方法对等效机械臂模型进行动力学建模,利用MATLAB完成了动力学仿真分析,仿真结果证明了动力学模型的合理性。利用ADAMS软件对实验平台进行虚拟样机建模。对弹簧进行柔性化处理和钢丝绳离散化建模,建立了整个刚柔耦合系统。利用ADAMS对机械臂进行运动学分析,通过理论仿真结果和ADAMS仿真结果进行对比,仿真结果验证了运动学模型是正确的。搭建了仿大象鼻子连续体机器人原理样机实验平台,分别对单节、两节机械臂的平面弯曲能力进行实验,实验结果验证了运动学、动力学算法的正确性。最后通过三节机械臂平面弯曲、抓取气球实验验证了样机机械臂的柔顺性、可控性。