我国林业资源有限,作为重点的保护对象,病虫害防治占据着极其重要的地位。随着社会的发展,对林业资源的保护方法也随着技术的进步而不断深入。因此研制自动捕虫装置,辅以信息素等技术,实现对于特定树木上的特定害虫,尤其是运动能力强的害虫的活体捕捉,对于虫情监测与防控研究具有重要意义。机器人已经在工业、农业、医疗、教育等领域发挥着重要作用,在林业领域也正在应用于林果采摘、树木移植等方面,如能将机器人技术应用于害虫捕捉,将会大大提升活体害虫捕捉的效率,同时也拓展了机器人的应用方向。捕蝇草能够在极短时间内完成对目标物的识别、捕捉、消化等功能,且叶片能够完成复杂的屈曲变形,具有极大的研究应用价值,恰好作为本文的仿生对象应用于病虫害防治。本文采用气体驱动的方式,根据腔室化设计规则设计制作了一种仿生捕蝇草叶片,具有良好的弯曲性能、成本低、安全可靠、可重复使用等优点。本文设计制作了一种仿生捕蝇草样机能够完成闭合动作,响应时间快,和真实捕蝇草的捕捉变形过程有着较高的一致性,达到了较好的仿生效果。本文的主要研究内容和取得的主要成果如下:首先,在深入分析捕蝇草的运动机理和微观结构基础上,确定了采用腔室化设计的思路。在分析了软体驱动器的运动形式、驱动方式和材料选择的基础上。确定了采用气体驱动的方式,以硅胶作为叶片结构的本体材料。分析了叶片的驱动机理,通过不同刚度柔性材料的组合,利用结构的不对称性及变形层与限制层延展性的差异性,设计了一种仿生捕蝇草叶片。在受到气压激励时,叶片会向一侧弯曲变形,可以通过控制气压实现不同程度的弯曲变形。通过逆向建模的方法,建立了捕蝇草叶片模型,通过尺寸提取、五倍放大后得到了叶片的结构尺寸参数。根据对捕蝇草运动机理和捕捉状态的分析,确定了本文的仿生设计目标。其次,制定了三种仿生捕蝇草叶片的腔室设计规则,对叶片进行了仿真优化设计,进一步确定了叶片的尺寸结构参数。在此基础上,通过ABAQUS仿真分析对不同腔室类型的叶片进行了流道设计研究分析,研究探索了最佳的流道设计方案,使其最大程度上贴合捕蝇草叶片的弯曲变形,具有良好的弯曲变形性能。选择了最佳流道设计方案的叶片结构模型,为叶片的性能试验和驱动参数优化做准备。而后,研究制作了仿生捕蝇草叶片,利用3D打印技术和硅胶浇注工艺,制作了仿生捕蝇草叶片,对其进行了叶片弯曲性能实验,并对实验结果和仿真结果进行了对比,研究了不同气压对叶片弯曲性能的影响,探索了复杂变形可设计性的实现方法。并对叶片的驱动参数进行了实验分析,对叶片的末端驱动力进行了测量,为仿生捕蝇草样机的制作和叶片驱动器的应用奠定了基础。最后,设计并制作了仿生捕蝇草样机,搭建了实验测试平台。验证了仿生捕蝇草样机闭合功能的可行性。并将实验结果与真实捕蝇草的捕捉过程进行了对比,根据实验结果可知仿生捕蝇草具有较好的捕捉性能,达到了较好的仿生效果,在病虫害防治领域有着广泛的应用前景。对叶片作为驱动器实现抓取不同直径、质量、大小物品的自适应性进行了测试,并对其在无损采摘领域的应用进行了实验测试,实验结果表明叶片驱动器可以实现对不规则易损柔软目标物的稳定抓取,在无损采摘领域有着广泛的应用前景。