软体机器人侧重于使用柔软的、灵活的材料,而不是像传统的刚性机器人那样使用坚硬的关节。在机器人领域内,软体机器人驱动器也常被称之为人工肌肉,因为它们具有与生物肌肉相似的驱动特性。为了体现出软体机器人的优越性能,其驱动器的设计至关重要,虽然在以往的研究中已经提出了多类型的气动柔性驱动器,但是研制大应变低驱动气压的气动柔性驱动器仍然是一个挑战。本文提出了一种新型的气动柔性驱动器结构,可以在低驱动气压的情况下,产生较大的变形、运动和输出力,解决了柔性驱动器的大伸长率难题;基于该新型气动柔性驱动器,本文又提出了一种柔性驱动关节的结构,该柔性关节同样也可以在低驱动气压的情况下产生较大角度的弯曲。首先,提出了新型气动柔性驱动器的结构原理,设计了一种可伸长的波纹状气动执行机构,并阐述了驱动器的运动机理,同时也详细描述了该新型气动柔性驱动器的制作过程,研究了新型气动驱动器的基本特性进行了研究,并建立了静态理论模型,结合MATLAB对驱动器在恒载荷、恒压、恒长下的理论特性进行了描述。其次,基于所提出的新型气动柔性驱动器,使用3个相同的驱动器,以120°均布的形式构建了一种柔性驱动关节,对柔性驱动关节的结构和运动机理做了详细的阐述,并依据几何原理,建立了弯曲正运动学和逆运动学模型。最后,搭建了气动实验平台,对气动柔性驱动器的性能进行了实验验证,包括恒载荷、恒压、恒长下的性能测试,同时与理论数值进行了对比分析,验证了理论模型的正确性。并且,对柔性关节进行了实验研究,通过工业相机视觉辅助方法测量柔性关节运动过程中的弯曲角度,并与理论值进行对比,证明了弯曲模型的正确性。实验结果表明,该气动柔性驱动器能够在0.3MPa的气压力下达到大于200%的大应变,同时柔性关节在0.2Mpa气压力下能够达到大于180°的大弯曲角度。本文所设计的新型气动柔性驱动器和柔性驱动关节具有驱动气压小和变形大等特点,该研究成果能够为后续研制仿生柔性机械臂提供坚实的结构基础。