软体机器人相对于传统刚性机器人在灵活性、适应性、交互性等多方面具有优势,是目前机器人领域的一个重要分支。软体臂的设计灵感主要来自于自然界中的章鱼臂、象鼻等,这类生物可自由地进行扭转、弯曲等多形式运动和灵活操作物品,利用柔性材料制作的软体臂能够灵活运动,并能安全地进行任务作业,在助老助残、医疗康复、微创手术、太空操作等方面具有很大的应用前景,已成为软体机器人领域重要的研究方向之一。本文基于并联机器人的支撑杆结构形式提出了一种新型并联式线驱动方案,并设计模块化软体臂,可同时实现扭转和弯曲两种运动模式,对模块的设计、制备、运动学建模以及由串联软体臂的装配、运动学建模以及样机性能实验开展研究。首先,针对目前大多软体臂运动模式单一的问题,受机器人模块化思想和并联机器人支撑杆排布方式启发,设计了一种能够可同时实现弯曲和扭转两种运动形式的线驱动软体模块,通过不同的驱动线组合,可以实现弯曲和扭转两种运动模式;基于应变能函数对柔性材料的应力和应变关系的进行描述,使用ABAQUS有限元分析软件分析软体模块的三个设计参数对其运动性能的影响规律,在此基础上完成了模块的制备。其次,针对非线性导致软体模块运动学建模困难的问题,基于能量守恒原理和分段常曲率方法分别建立了弯曲运动和扭转运动的运动学模型,通过实验对该模型进行验证;并使用MATLAB对模块的几何参数进行优化分析,使模块在施加相同驱动力时能够实现较大的弯曲和扭转变形角度。再次,提出一种模块连接方式,多模块可串联成软体臂;针对线驱动软体臂建模中的多驱动力耦合问题,分别通过几何分析和等效替代两种方法建立并联式线驱动模块化软体臂的运动学模型;搭建实验平台,对两模块串联软体臂进行弯曲和扭转运动实验,得到实验结果与两种建模理论分别进行了对比和分析,验证了两种建模方法的可行性,并比较各自优缺点。最后,搭建软体模块和软体机械臂的力学性能测试实验平台,分别对软体模块和软体机械臂的性能参数进行测量;通过模块组合仿生章鱼臂,对多种不同大小、形状、质量、粗糙度的常见生活物品进行抓取实验,验证了软体臂的多样化抓取功能。