传统机器人因其刚性的机械结构,适用于高精度或者大负载的工作场合。但这种刚性结构特性,也致使传统机器人缺乏柔顺性,使机器人对复杂狭小的工作环境的适应性降低,限制了机器人性能的发挥。柔性机器人凭借柔顺的特性具有出色的环境适应性,但也有许多性能没有达到最初设想的指标,如依赖外源驱动、运动控制困难、负载能力不强等。但利用材料相变,使机器人运动时保持柔性状态,在特定工作场合转变为刚性状态,同时实现无源驱动,可提高柔性机器人的应用范围。本文主要设计制作一种基于微流控的可变刚度柔性机器人,并对其控制技术进行研究;利用由Ecoflex制作的超弹性材料腔体和关节骨架组成的执行器进行动作的执行,对超弹性材料腔体进行有限元分析,并进行实验结果验证,建立了执行器的运动方程;设计微流控系统以将流体驱动和控制部件集成机器人本体中,设计了变刚度系统,实现机器人无源驱动和刚度转变。具体研究内容如下:确定了机器人的运动形式以及执行器超弹性材料腔体的结构,利用ABAQUS对不同几何参数的超弹性材料腔体进行有限元分析,探究了机器人执行器不同结构参数对其性能的影响,并进行了腔体多自由度受力的分析。基于有限元分析结果,对机器人的整体结构进行设计;对执行器超弹性材料腔体和关节骨架进行设计优化,以满足加工需要;对执行器各部件及变刚度系统进行制作和装配。依据超弹性材料腔体的特点,设计与之匹配的微流控系统对驱动流体进行控制;选取隔膜泵作为微流控系统的动力源,设计微流控芯片和微阀,实现单腔体的执行器伸长和收缩的运动。设计制作微流控系统控制电路,利用脉冲宽度调制技术对隔膜泵流量进行控制,利用L9110芯片对微阀状态进行控制,并利用温度传感器监测执行器温度,以获取液态合金状态。搭建基于微流控的可变刚度柔性机器人系统及实验平台,进行伸缩型执行器运动性能实验、抓取应用型执行器姿态实验、执行器变刚度功能实验和微流控系统控制实验;建立伸缩型执行器和抓取应用型执行器的运动方程式,验证变刚度系统和微流控系统的各项功能。