气动软体机器人由于其能源来源方便、低成本等优势,正逐步成为软体机器人领域的重点研究对象。本文对于腔体式的气动软体臂进行研究。该软体臂通过内置三个气腔的压力差异,引起不同的气腔伸长量,使得软体臂可以自由变换位姿。本文主要研究了软体臂的静态特性,分析影响其弯曲能力的因素。接着建立了快速仿真模型。最后根据仿真分析,制备出软体臂。同时设计出验证系统,并对系统功能进行仿真验证。首先,本文讨论了软体臂的静态特性。在研究中发现径向膨胀会带来更大的弯曲角度,但也会造成材料的过早失效。通过施加环状约束和螺旋约束,软体臂的径向膨胀得到了抑制,其中螺旋约束对软体臂弯曲的抑制能力更强,但其承载力也更大。然后,将软体臂等效成空间中的弹簧网络,通过分析支段刚度与状态参量之间的关系,建立了快速仿真模型。并通过辨识的方式对弹簧刚度进行辨识。再利用分段圆弧思想建立了软体臂的运动学模型。最后,利用探索出的完善制备工艺制作出软体臂,同时设计出验证系统,对技术指标进行仿真验证。