随着科学技术与智能材料的发展,软体机器人已经成为机器人研究领域的热点。软体机器人的驱动器是软体机器人的核心,不同类型的驱动器能够赋予软体机器人不同的功能。近年来,随着折纸结构在工程中得到越来越多的应用,折纸结构为软体机器人的设计提供了新的思路。本文基于三浦折叠这一折纸结构,根据其高收纳比的特点,设计出一种可折叠的气体驱动器,该驱动器能够在正压下展开伸长,在负压下折叠收缩,在较小的气压范围内有着较大长度变化,且具有较快的响应速度,能够满足软体机器人的设计需求,开展的主要研究和成果如下:(1)基于三浦折叠结构设计出可折叠气体驱动器,并应用有限元仿真软件分析了可折叠气体驱动器在正压和负压下的变化,研究了不同因素对驱动器变形的影响,验证了其致动可行性。设计分离式硅胶浇注成型模具,以硅胶和办公用纸对可折叠气体驱动器进行制备,设计出完整的制备流程。(2)本文结合折纸结构和超弹性硅胶变形非线性的特点,建立了可折叠气体驱动器在正压、负压下的形变与驱动气压间的关系。并搭建可折叠气体驱动器测试平台,测试可折叠气体驱动器气腔内气体体积、气压、位移之间的关系,以及在负载下的变形。(3)根据可折叠气体驱动器的变形特点,设计出结构轻巧、运动灵活的爬行软体机器人,搭建多路可控的模块化气动软体机器人实验平台,并对设计的爬行软体机器人进行驱动实验,测试了爬行软体机器人的运动性能,验证了该可折叠气体驱动器的实用性。