软体执行单元因其具有无限自由,连续变形和强的环境适应性,具有广阔的应用前景。为了实现软体执行单元的功能比如较快爬行,柔顺抓取等,要求软体执行单元具有弯曲,收缩,伸展等连续变形能力的同时与目标表面间有较大的贴合力。本文进行了基于形状记忆合金（SMA）丝驱动的软体静电吸附单元的研究,将SMA丝嵌入硅胶中,制成软体单元,驱动其弯曲变形,具有体积质量小,输出位移大的优点;在软体单元与目标表面采用静电吸附方式,在SMA丝的驱动软体单元变形下,静电吸附电极能够更好地贴合目标表面,进一步增大吸附力,同时吸附也具有可以开关的优点。因此本文展开了对基于SMA丝驱动的软体静电吸附单元的设计,制备和可行性的研究,具体包括以下几方面的内容:建立了SMA丝的电-热-力多能场耦合模型。基于SMA丝相变的机理,利用泰勒展开式和热力学定律建立了SMA丝温度与应力、应变之间的本构模型;通过热平衡方程,建立电加热时温度与电流及通电时间的关系式;结合两个模型建立起SMA的电-热-力耦合模型,推导出通电时间与SMA输出应变,应力之间的关系式;通过定负载SMA丝收缩实验,采用曲线拟合的方法求得模型中的待定参数。为了验证求解数学模型的正确性,更换SMA丝所受负载进行重复实验,对比实验和仿真结果,验证了SMA丝电-热-力多能场耦合模型的正确性。设计并制备了基于SMA丝驱动的双层软体单元,对影响其弯曲角度的因素进行了分析和实验验证。为了使软体单元能够完成贴合-分离目标表面的动作,设计了内嵌SMA丝的单层软体单元,并讨论了其制备工艺,发现其弯曲后无法完成回复,改进后设计了嵌入双层SMA丝的软体单元,可以进行双向弯曲。为了提高软体单元的弯曲角度,进行了双层软体单元变形模型分析,发现软体单元中嵌入不同应变的SMA丝,软体单元长度和SMA丝与中性层距离对于其弯曲角度有影响。根据上述三种影响因素进行了三组软体单元弯曲角度对比实验,验证了变形模型的正确性。同时也通过对比软体单元弯曲-时间曲线和SMA丝应变-时间曲线的趋势,验证了SMA丝电-热-力多能场耦合模型在软体单元中的适用性。设计了并制备了一体化的软体静电吸附单元,完成了软体静电吸附单元对于目标表面的吸附-分离-再吸附实验。为了提高软体单元表面与目标表面间的吸附力,对其表面进行了静电吸附电极设计,从静电吸附原理出发,推导了静电吸附力的数学模型,影响吸附力的主要因素在于加载电压和吸附绝缘层材料。因此采用了硅胶作为吸附电极的吸附绝缘层制备出了碳涂层电极,提高了吸附电极与目标表面间的摩擦力。选用并对比了传统高压模块,压电高压模块和光电压发生模块三种高压模块下吸附电极与目标面的侧向力,压电升压模块由于产生电压最高产生的吸附侧向力最大,光电压发生模块输出电压小于前两种升压模块但其具有体积小、质量轻、可实现无线驱动等优势。将软体单元和碳涂层电极结合制备出软体静电吸附单元,进行了软体静电吸附单元的吸附-分离-重吸附实验,验证了其可行性。基于SMA丝驱动软体静电吸附单元设计了软足爬壁机器人并进行实验分析。将软体静电吸附单元应用于爬壁机器人的足部,在SMA丝驱动软体单元弯曲和静电吸附协同工作下完成软足与壁面的吸附-分离-重吸附。采用STM32F103C8T6,蓝牙模块和手机对机器人进行控制,设计了爬壁机器人的直行,转弯和中断程序。搭建爬壁实验台,测试爬壁机器人样机在大理石,玻璃和环氧板壁面上的爬行,验证了基于SMA丝驱动软体静电吸附单元应用于软体爬壁机器人的可行性。