随着对地球资源需求的增加以及对生物物种研究的发展,人类对于海洋资源的探测与开采、水下生物的观察与研究更加广泛,因此大大促进了水下机器人的发展。目前,大多数仿生水下机器人仍为刚性结构,存在噪声大、扰动大、柔顺性差等问题。针对上述现状,本文提出一种可变构型的软体仿生水下机器人。本文以牛鼻鲼作为主构型仿生对象,以鲹科鱼类为副构型仿生对象,完成了变构型软体水下机器人的整体结构设计,其中,机器人基体结构、驱动器、变构型方案都采用柔性材料制作,气动驱动。通过所设计的变构型方案,使样机能够从扁平状变为侧扁状,推进方式由胸鳍推进变为尾鳍推进。为实现执行机构的柔顺性,本文提出了一种新型气动弯曲执行器。该执行器通过激光切割焊接技术制作铝塑膜气囊,复合弹性板限制气囊膨胀方向,实现弯曲。通过对结构的理论分析,以及对执行器的静态性能试验,得出了不同结构参数对弯曲性能的影响,并设计了适于胸鳍和尾鳍使用的结构参数。同时,搭建了水下机器人的控制系统,包括三方面:硬件系统、软件系统和控制策略。硬件系统主要包括由执行器、电磁阀组、减压阀、气源组成的气动平台以及由中心控制器和通信传感元件组成的控制电路;软件系统主要包括上位机软件以及下位机软件;控制策略用于水下机器人运动性能实验的速度、方向和深度控制。为测试该水下机器人游动的可行性,建立水下机器人样机实验平台,并设计实验研究其推进性能。针对水下机器人胸鳍和尾鳍的运动频率、运动幅值等性能参数,通过实验研究了两种构型中不同参数对推进速度、推进方向的影响,证明了变构型仿生水下机器人推进模式的可行性。