空间站运行在高真空、强辐射、极端温度等恶劣太空环境下,为保证其与航天员的安全,需对出现的故障及时进行探测与修复。由于空间站内部结构尺寸限制以及精密仪器设备易于损坏的特性,传统刚性机器人难以完成检测任务。自生长软体机器人采用前端生长作为运动方式,其柔性特征支持无损探测、其多自由度性允许高度适应各种复杂的狭小环境。因此将自生长软体机器人应用到空间站内部故障探测对于提高我国空间站运营维护水平具有重要意义。本文根据空间站故障探测需求,针对机器人的空间主动转向、前端装置携带以及生长运动的可控性等研究难点进行功能设计。实现支持远程操作的便携式自生长软体机器人系统设计,展示机器人空间运动与尖端探测的能力,主要研究内容如下:采用气压驱动柔性薄膜外翻延伸运动来仿生藤蔓植物尖端生长运动,在满足主体尺寸要求的情况下,通过组合驱动微型电机收缩柔性线实现主体空间转向运动,使用步进电机与气压共同作用控制主体的生长运动,设计一种无系绳前端载荷移动平台,能够承载多种有效载荷和设备,同时在主体的生长、收缩和转向过程中保持附着在其尖端。从功能性需求出发,完成自生长软体机器人软硬件设计。针对主体表面产生褶皱形成的空间转向运动实现关节模型简化,完成运动学模型分析,表明主体轴向生长运动增加工作空间,并能够在狭小空间下完成大角度转向运动。利用ABAQUS仿真验证转向模块内置方案的设计尺寸下,主体能够实现稳定前端转向运动,同时具有空间灵活转向能力。针对自生长软体机器人集成样机系统设计合理制作流程并完成实验研究。转向单元实验验证了仿真结果正确性以及运动学模型分析的适用性。主体样机实验表明自生长软体机人能够无损穿越小尺寸间隙。模拟空间站模型实验表明主体具有携带探测装置实现复杂路径运动并完成图像信息采集的能力,验证了整体系统的有效性。