近几年,软体机器人技术迅猛发展,其以软体生物为参考,基于智能软材料研发高自由度的软体机器人。相比传统刚性机器人,这些机器人具有环境适应能力强、控制简单等优势,从而使其在工业、医疗和军事等领域发展潜力巨大。软体驱动器技术是软体机器人的核心技术之一。在众多软体驱动器中,气动软体驱动器柔顺性好、功率质量比高、制造成本低等诸多优点使其成为研究的热点。本文以气动软体驱动器为研究对象,对此类驱动器进行设计与制造,并基于该类驱动器研制三款软体操作手。气动软体驱动器的非线性运动学响应是其设计的难点,采用有限元方法对纤维增强型和多腔体型两种典型的气动软体弯曲驱动器的驱动性能与结构参数之间的关系进行仿真分析。结合仿真结果,采用3D模型法制作两类弯曲驱动器。为实现多驱动器协作驱动,设计软体驱动器的控制系统,该控制系统独立控制多驱动器系统中每个驱动器完成弯曲、保持以及伸展动作。将以上气动软体驱动器的研究成果应用于三款软体操作手,即:工业软体抓手、软体仿人手和软体康复手套。软体工业抓手抓取稳定、自适应能力强,配合UR机械臂能够实现多种物品抓取。结合数据手套或肌电手环,实现软体仿人手灵巧动作复现。设计具有敞开式结构的软体康复手套,辅助实现手功能障碍患者的主动康复训练。最后,开发可视化界面为软体仿人手展示和软体康复手套使用提供便利。本文通过对新兴软体机器人技术的研究,对典型气动软体弯曲驱动器的驱动性能与其截面尺寸等参数的关系有了更深入的了解,开发了三款基于气动软体弯曲驱动器软体操作手系统。这些研究成果对软体机器人技术今后的应用及进一步发展具有积极的作用。