软体机器人具有机构重构性、适应性及灵活性.基于气动系统的软体机器人具有质轻、功率密度比高、人机交互安全性高等优点,设计了一种由伸长型及收缩型气动肌肉组成的新型变刚度软体机器人手臂.根据该软体手臂的运动特性建立了运动学模型,利用MATLAB软件分析了手臂的工作空间.搭建控制实验测试平台,完成了手臂的轨迹运动控制实验,实验结果表明跟踪阶跃信号上升时间小于2 s,稳态平均误差为0.002 8 rad(0.16°),正弦信号跟随响应曲线平均误差为0.015 9 rad(0.911°),手臂具有良好的可控性.

气动系统以其具有结构简单、无污染、维修方便等优点，得到越来越广泛的应用。基于人体的拮抗肌对拉驱动原理，利用气动人工肌肉（PAM）驱动器，设计了三自由度（3-DOF）的仿生关节。在Adams环境下建立关节模型虚拟样机，并对其进行了运动仿真。仿真结果表明，该仿生关节结构运动曲线平滑、运动平稳、柔顺性好，满足设计要求。除此之外，对加工出的原理样机进行了可行性实验验证，绕X轴的旋转实验表明：a．当充气压力越大，前臂平台转角速度越快，b．当充气压力在0．2MPa及以上时前臂平台转角达到所需角度。绕Z轴的转角实验表明，前臂圆盘的转角范围为可达所需角度，验证了机构的可行性。