柔性机械臂具有高速、低耗、质轻等特点，近年来对柔性机械臂的研究得到了普遍的关注，在机器人应用领域有着重要的地位。论文对柔性机械臂在国内外的研究情况作了介绍，设计了一种气动绳控负荷型柔性机械臂，适合于环境复杂的工况、可以承受较大的负荷，有着广阔的应用前景。　　本文对柔性机械臂的工作原理和整体结构进行了设计分析。确定了柔性机械臂采用气动伺服控制系统，对柔性机械臂的关键部分橡胶气囊机构、钢丝绳机构、十字万向节机构以及传感系统作了详细的分析设计，完成了整体结构的三维建模。　　根据工作原理，将柔性机械臂简化为四个关节的运动。对柔性机械臂各关节进行数学建模，用D-H法进行了运动学分析，得出角度和末端位置的关系矩阵；通过几何关系，得出角度和气缸伸长量的关系；从而进一步变换得出气缸伸长量和末端位置的关系。对系统进行数学建模时，分别分析了绳控部分和橡胶气囊部分，对钢丝绳的拉力进行了推导，对气动伺服系统进行了研究，对橡胶气囊的受力进行了计算，最终确定了系统总的气动原理图。运用ADAMS软件建立柔性机械臂的虚拟样机，提出两种简化模型方案，将柔性机械臂简化为四个刚性关节，以及单独分析一个柔性关节，查看两种简化方案下末端轨迹、偏折角度、受力等运动参数的仿真结果，为柔性机械臂的设计研究提供了重要的理论依据。