作为新型的驱动器,气动人工肌肉已被普遍研究并应用于医疗和自动化领域,与水压人工肌肉相比,具有工作效率低,响应速度慢,噪声大,与深水环境不相容等缺点。油压人工肌肉响应快,效率高,但易污染环境,内部胶管易变质。水压人工肌肉具有高力/重量比,仿生性好,与深水环境兼容性好等优点,适合作为水下驱动器。而水下机器人常用的传统驱动器是液压缸和马达,但其延伸杆易受海水腐蚀、水下油压系统复杂、成本高等缺点。本文建立了水压人工肌肉的静态物理因素模型,进行不同收缩量下收缩力与压力关系和不同压力下刚度的静态特性试验,验证模型的准确性,研究了工艺参数对水压人工肌肉静态特性和强度的影响。本文基于水压人工肌肉的材料性能和几何结构,确定主要物理影响因素,建立复杂的改进物理模型。编制不同壁厚和纤维材料的肌肉,进行不同收缩量下的静态试验,研究主要物理因素模型在不同工作压力下的影响程度,验证改进物理模型比理想模型更精确。在不同充水压力下刚度的特性中存在滞环,确定影响滞环的主要因素是编织网股线间的摩擦力,建立滞环模型并验证其准确性,并对肌肉的刚度进行分析。对于高强度,编织网紧密和厚壁厚肌肉的静态建模,为高精度的位置控制提供理论依据。根据肌肉的几何参数和材料性能确定影响静态特性的主要工艺参数,进行8组不同收缩量下收缩力与压力关系的静态特性试验,方差分析结果表明初始编织角A对静态特性的影响最大。收缩力的方差分析中,工作压力越大,纤维材料B和A×B影响越大,壁厚C的影响越小。该分析对合理选择肌肉试样具有一定的理论指导意义。根据肌肉的失效形式,确定影响强度的主要工艺参数是初始编织角,纤维材料,壁厚和端部扣压量。由于试验过程中存在扣压量过小、扣压环滑移和扣压不均等问题,进行端部结构设计,确定端部较优条件,在这些基础上,进行强度的16组正交方案设计,并进行处于原长状态的高压破坏试验。收缩力的方差分析结果表明,初始编织角A影响最大,初始编织角越小承受的收缩力越大;工作压力的方差分析结果表明,初始编织角A和纤维材料B的影响最大,编织角越大或壁厚越厚承受的工作力越大。对于肌肉的强度分析,有助于结合实际工况选择合理的几何结构。