软体机器人具有自适应能力强、轻便安全,对冲击与碰撞具有鲁棒性,对于抓取柔软易破损的物体具有先天优势,在生物医疗、工业生产、深海探测等领域具有良好的发展前景。但作为软体机器人动力机构的软体驱动器固有的低刚度极大限制了软体机器人应用场景以及应用范围。将变刚度技术应用到软体驱动器上可以很好地解决软体驱动器刚度较低的问题,因此对软体驱动器变刚度方法以及变刚度方法在软体驱动器上的应用进行研究有极大实际意义。本文对变刚度软体驱动器的设计、建模进行了研究,并提出了一种新型变刚度技术,主要内容如下:为解决软体驱动器负载能力差,刚度不可变的问题,借助气动网络结构实现驱动器的弯曲变形,利用颗粒阻塞技术实现驱动器的刚度变化,设计了一种基于颗粒阻塞技术的变刚度软体驱器。该驱动器在解决传统驱动器负载能力差的基础上,对气腔形状做出改进,实现了驱动器弯曲性能的提升,在气压为45 kPa时弯曲角度可达224度。利用Yeoh本构模型和力矩平衡公式建立了反映驱动器弯曲性能的理论模型,利用驱动器弯曲实验与有限元仿真验证了模型的正确性,进而确定了驱动器参数对其弯曲性能的影响。建立了驱动器的刚度模型,通过实验验证了刚度模型的正确性,并分析了阻塞颗粒形状、尺寸、表面粗糙程度以及体积分数等因素对驱动器刚度的影响,可通过调整阻塞颗粒参数对驱动器刚度进行调节。对所设计的变刚度软体驱动器进行承载能力测试和抓取测试,实验验证了驱动器具有较好的变刚度效果。传统的颗粒阻塞技术虽然可以解决软体驱动器刚度较低的问题,但颗粒阻塞技术也存在稳定性和顺应性较差的弊端,而层阻塞技术则存在适应性差的问题。为解决传统阻塞技术稳定性、顺应性以及适应性差的问题,提出了一种基于线阻塞原理的新型变刚度技术——线阻塞技术。采用线阻塞结构刚度实验对线阻塞结构刚度特性进行分析,结果表明细线直径、细线表面粗糙程度和阻塞结构尺寸等因素对线阻塞结构刚度有较大影响。对基于不同阻塞技术的变刚度驱动器进行弯曲实验与扭转实验,利用驱动器弯曲角度与扭转角度的大小来反映阻塞技术的顺应性,实验表明线阻塞技术顺应性更好。对三种阻塞结构进行弯折实验和刚度实验,利用多次弯折后三种阻塞结构在外力作用下的变形程度反映阻塞技术的稳定性与刚度大小,实验表明线阻塞技术刚度高且稳定性更强。将线阻塞结构应用于弯曲驱动器实现了驱动器的变形控制,使普通软体驱动器实现了仿手指的运动。将线阻塞结构应用于扭转驱动器实现了扭转驱动器的刚度提升,从而证明了线阻塞技术良好的实用价值。为解决传统软体驱动器刚度较低,运动形式单一的问题,设计波纹管状变形结构实现驱动器的伸缩、弯曲运动,利用线阻塞技术实现驱动器运动方向的控制以及刚度的变化,设计了一种基于线阻塞的全向运动软体驱动器。利用可溶于柠檬烯的HIPS材料创造了一种全新的多腔体式驱动器一体成型制作方法。建立了驱动器的伸缩运动模型,得出影响驱动器伸缩性能的主要因素。利用有限元仿真对影响驱动器伸缩性能的主要因素进行分析,并用伸缩实验验证了仿真结果的准确性。采用驱动器弯曲实验对影响驱动器弯曲性能的主要因素进行分析,得出阻塞材料硬度、阻塞材料表面粗糙程度以及阻塞材料交叉部分长度等因素对驱动器弯曲性能的影响。通过驱动器伸缩实验、弯曲实验以及抓取实验等证明所设计驱动器良好的伸缩性能、多向弯曲性能以及变刚度效果。