软体机器人作为机器人领域研究中的重要内容,具有运动灵活、自由度高、环境适应能力强等特点,在生物工程、公共医疗以及军事领域应用广泛。智能水凝胶作为一种具有代表性的智能柔性材料,具有含水量高、柔软、力学特性强和良好的生物相容性,是最理想的软体机器人基体材料。本文以自主研发的Fe3O4/PVA磁性水凝胶为对象,以其作为软体机器人的基体,研究了一种软体机器人的组合线圈外磁场无揽驱动方法。首先,对Fe3O4/PVA磁性水凝胶进行制备与性能分析。采用水凝胶物理交联方式中的冻融法制备了不同组分配比的Fe3O4/PVA磁性水凝胶,通过对掺杂不同含量Fe3O4粒子和不同冻融次数的磁性水凝胶性能的研究,获得了具有良好溶胀性能和力学能以及磁学性能的磁性水凝胶作为软体机器人的基体材料。接着,以下两种线圈的组合是本文另一主要研究的重点,也就是亥姆霍兹与麦克斯韦。在对两种线圈的磁场原理的产生的分析基础之上,对新型的软体机器人以及该组合线圈外部磁场进行分析,得到外磁场驱动理论和均匀梯度磁场。基于以上研究两种组合线圈可产生新型软体机器人的驱动梯度磁力与磁转矩。本文最后进行了仿真验证理论结果,采用的方法是利用ANSYS有限元分析软件进行仿真学验证,基于理论分析,进行设计亥姆霍兹与麦克斯韦组合线圈模型,仿真结果验证理论与仿真值一致,基于一致的结果可以得到本文所设计的数学模型是可使用的。为使得本文的软体机器人得到驱动力进行自主运动,本文采用的方法是利用组合线圈的加载电流的调节和平移磁性新型机器人的所在管道,以此得到驱动力,即磁力转矩与梯度磁力。