机器人技术经过漫长发展,无论是其概念还是形式与以往已经有了很大的差别。现代对机器人的应用已经延伸到了多种情况与环境,如野外环境勘探、空间环境捕捉、可穿戴辅助医疗器械等。这些复杂的场景对机器人灵活性、柔顺性、抗冲击振动等性能有着很高的要求,传统刚性机器人已不再适用。因而新型的基于自身材料变形的软体机器人概念被提了出来,但发展还不够成熟,在建立理论建模、控制模型方面还有挑战。本文基于象鼻放生原理,依据象鼻肌肉分布规律设计制作一种外表呈现锥形的更加贴合自然界的气动软体机械臂。基于Isight环境集成ansys、python等进行联合仿真对机械臂进行以刚度为优化目标的结构尺寸优化。给出基于最小二乘法拟合气动驱动器刚度矩阵方法,基于Isight拟合刚度矩阵关于气压函数。基于并改进PCC法建立软体机械臂一般形式的变曲率运动模型。在此基础上推导出速度运动学给出雅可比矩阵的解析算法,对奇异点进行正则化,并推导出逆运动学的函数表达形式。基于运动模型对机械臂进行末端轨迹规划,完成末端任务空间空中任意路径的跟随运动。根据理论模型建立双闭环控制模型,内环PID控制实时控制气动肌肉伸长长度,外环基于IK算法实时对机械臂任务空间进行轨迹规划。最后建立双闭环的控制模型对样机模型实际进行控制实验验证。搭建实验平台,使用C++编写上位机控制程序与下位机9通道模拟量采集卡和9通道继电器进行串口通信,实现传感器数据的实时读取以及电磁阀的控制从而完成对气动肌肉的驱动控制。配置运动捕捉系统,使用4个红外线摄像头全方位分布,在机械臂末端上表面以及中间躯干部分位置安装红外标记点。进行控制实验,通过运动捕捉系统读取机械臂末端空间实际位置与姿态角以及躯干标记点位置参数,计算与理论误差,分析误差。验证运动模型以及计轨迹规划的正确性。