软体机器人是近年来学术研究的热点,其在工业、农业、军事、医疗及勘探等领域中已得到广泛应用。软体机械爪作为软体机器人的典型代表,具有超高的柔韧性,在应对易损或复杂形状物体的抓取时具备独特优势。但此类机械爪普遍存在负载能力弱、运动形式单一及控制精度差等问题。而现有解决方案均难以与软体机器人实现很好的兼容,并且结构形式复杂难以得到实际应用。本文利用热塑性材料模态转变原理,结合摩擦电传感技术,设计开发了一款基于摩擦电触觉感知的热效应变刚度机械爪。可通过刚度调制提升机械爪整体负载性能,并根据触觉感知切换变形模式,自适应地抓取不同尺寸范围的物体。本文主要研究内容及工作如下:（1）研究设计了一款纤维增强软体驱动器,作为机械爪手指的驱动元件。为提升软体驱动器弯曲性能,首先基于Yeoh本构模型拟合单轴拉伸实验数据,得到硅胶材料属性参数。借助有限元软件分析截面形状、腔体壁厚及绕组螺距对软体驱动器弯曲性能的影响,并确定结构参数。基于等曲率变形假设,建立静力学模型,得到软体驱动器变形角度与负载气压之间的映射关系。（2）研究设计了一款基于PLA材料的热效应变刚度模块,有效提升机械爪手指整体刚度,并可通过控制刚度调制区域使手指具有多种弯曲模式。为提升刚度性能及响应速度,仿真分析孔形、孔径、孔布局及线路布置方式对热效应变刚度模块性能影响,并确定结构参数。通过建立手指运动学模型,得到不同弯曲模式下手指工作空间及运行轨迹。搭建实验平台,对热效应变刚度模块综合性能进行研究。（3）研究设计了一款基于单电极模式的摩擦电触觉感知单元,能够适应大变形工况并能与机械爪手指很好的兼容。测试得到接触压力、接触频率、工作环境及接触材料对摩擦电触觉感知单元输出特性的影响。并通过2000次接触循环实验对摩擦电触觉感知单元可靠性进行验证。（4）结合上述研究搭建机械爪整体控制系统,并基于摩擦电触觉感知实现机械爪自适应抓取功能。搭建负载测试平台,从径向和切向抓握力两个维度综合评测机械爪抓握性能,得到不同驱动组合及弯曲模式下抓握力输出特性。最后通过对一系列实物抓取及运行操作,进一步验证机械爪通用性及实用性。