软体机器人属于连续体仿生机器人,是近年来迅速发展的新兴领域。在复杂情景中,软体机器人能够通过主动变形来应对空间狭小,状况难以预测的环境;同时还能够被动变形以适应周围的障碍物,减少潜在碰撞带来的自身损害和对环境造成的风险。作为其执行机构,柔性执行器是软体机器人不可或缺的重要组成部分。因此对其开展理论和相关技术研究可有效促进软体机器人的设计发展和应用推广。本文首先对三种典型柔性执行器的建模方法进行研究,建立圆柱形柔性执行器的纤维径向约束数学模型,证明单向径向缠绕会使柔性执行器发生轴向旋转,双向径向缠绕则会消除旋转影响;利用分段常曲率模型推导出圆柱形柔性执行器的运动表达式;描述多腔体气动网格和单腔单侧限位柔性执行器的运动模型。对单腔单侧限位柔性执行器结构尺寸及模具进行设计;利用3D打印技术制造柔性执行器模具;使用尼龙材料作为应变限制层,使充入气体后柔性执行器向单侧弯曲。为避免腔体过度膨胀同时增加柔性执行器的强度,在柔性执行器外壁缠绕凯夫拉纤维限制其径向过度膨胀。搭建柔性执行器气动实验平台,设计实验平台的气路换向方案;利用压力传感器测量气路压力,利用弯曲角度传感器记录柔性执行器弯曲角度;利用Abaqus软件对影响柔性执行器的变形因素进行仿真分析,同时通过实验对柔性执行器的弯曲特性、负载性能和约束因素进行实验验证。利用单腔单侧限位柔性执行器及气动实验平台搭建康复手套系统,为指导系统设计对人体手指骨骼及关节的尺寸及运动角度进行分析。通过Matlab编写图形交互界面,对Arduino控制器发送指令,实现对电磁继电器、电磁阀及气泵的控制;利用肌电传感器捕捉人体表面肌肉电信号,对软体康复手套实现运动控制。