与传统刚体机器人相比,软体机器人具有柔顺性好、自由度高、能产生主动变形和适应被动变形的优点,广泛应用于军事侦察、灾难救援以及科学探测等动态的、未知的和非结构化的环境中。但软体机器人大多数由软材料制成,承载能力差,因此研究具有可变刚度能力且柔顺性良好的软体机器人显得非常重要。本文仿照动物象鼻以Pneu-Net软体驱动器作为变形方式,以磁流变液材料相变作为变刚度方式,提出了一种可变刚度的流体驱动式模块化仿生象鼻结构,并针对其模块化关节进行结构优化、运动学建模、有限元仿真分析、控制系统搭建及样机试验研究。首先,在深入分析Pneu-Net软体驱动器的变形原理和磁流变液相变的变刚度原理基础上,提出一种可实现全方向变形的嵌入式气动网络通道柔性变形系统和可实现刚度动态可调的磁流变液变刚度系统。与此同时,为实现仿生象鼻的预定动作,设计一套辅助支承系统。其次,针对提出的仿生象鼻模块化关节气动变形结构利用分段常曲率法进行运动学建模,分析末端中心位姿与关节变量的关系、关节变量与欧拉角之间的关系。对关节气腔进行建模分析,获得气体压力与关节变形量之间理论关系;同时针对提出的关节变刚度结构进行建模,得到外加电流与关节刚度之间的关系。利用ANSYS有限元分析软件对关节变形和电磁铁磁场分布进行仿真分析,验证理论建模的正确性,确定电磁铁参数,优化关节关键结构参数。随后,为实现仿生象鼻的精准卷取,根据原理方案和工况参数搭建仿生象鼻变形系统中基于FX1N-60MT PLC控制器的气动控制系统和辅助支承系统中基于STM32 ZET6单片机的机械驱动控制系统,实现了对仿生象鼻的刚柔耦合控制。最后,对仿生象鼻变形能力和变刚度能力进行试验研究。搭建试验样机平台,测试变形功能模块的柔顺性和变刚度功能模块的承载能力,验证Pneu-Net软体驱动器变形原理和磁流变液相变变刚度原理的正确性和可行性。