自然界中的许多生物可以改变自身刚度以适应复杂的环境变化,如象鼻抓取重物,章鱼在运动过程中创建虚拟关节。受这些生物系统的启发,研究人员开始尝试将可变刚度系统应用到软体驱动器技术中,期望其可以在承受较大载荷的刚性状态和非结构化环境中变形的柔顺状态之间可逆交替。对于现有的具有刚度可调性的材料和系统,热响应性材料的刚度变化范围大、普适性强、易于控制。因此,本论文以热响应性材料为基础,设计制备一种刚度可调复合材料并对其在机器人软体驱动器应用中的特性进行研究,具体研究内容及结论如下:（1）采用物理共混法,以热固性环氧树脂为基体材料,低熔点合金为填充相,实现可变刚度复合材料的成功制备,通过改变温度实现材料刚度的连续变化,其温度范围为20℃-70℃;改变材料配比,获得不同梯度合金含量的复合材料。采用SEM分析、热重分析、差式扫描量热分析、力学性能分析等方法对复合材料的内部结构、热学性能和力学性能进行表征分析。采用复合材料混合物模型对制备的复合材料刚度进行预测,并与实验测定的弹性模量值进行对比,验证实验的准确性并做分析。（2）基于现有的研究,对气动人工肌肉（气压驱动器）结构进行设计,改进原有的气压驱动器制备工艺并选取合适的材料,制备出具有刚度调节能力的软体气压驱动器;利用有限元仿真软件对可变刚度气压驱动器在不同温度不同气压下的变形情况进行分析。结果表明,可变刚度气压驱动器的弯曲角度和尖端位移与温度呈现出类指数关系。在温度较低时,可变刚度层的刚度较大,承担了大部分载荷,作用在腔体表面的压力较小,导致变刚度层的应力较大,而内腔表面和外侧壁面的应力较小。随着温度升高,变刚度层的刚度急剧下降,承担的载荷减小,作用于内腔的压力突然增大,导致变刚度层的应力减小,内腔表面和侧壁面的应力增加。（3）搭建性能测试试验台,对不同温度（20℃、70℃）的可变刚度气压驱动器和传统硅胶气压驱动器的性能分别进行测试分析。通过对比发现,可变刚度驱动器在70℃时能够实现较大的形变,其弯曲角度可达153°。可变刚度材料的使用使得气压驱动器的初始刚度要远高于传统硅胶驱动器的初始刚度,证明可变刚度复合材料能够大大提高软体驱动器的刚度,从而大幅度提升软体驱动器的输出力。基于可变刚度气压驱动器设计制作一种三指抓手,并作一系列不同形状和重量的物体抓取能力测试。结果表明,可变刚度三指抓手的最大抓取质量约为800g,为驱动器自身重量的8倍。无论是乒乓球,还是试剂瓶,亦或是鼠标、扳手等不规则形状重物,都能够实现表面包覆并成功提升,进一步证明可变刚度材料能够在不牺牲气压驱动器柔韧性的同时,极大地提高其输出力。（4）将可变刚度材料引入车轮结构设计中并成功制备出两种可变刚度轮体。车轮在1.5A的恒定电流作用下,随着时间增加,其表面温度逐渐升高。通电10分钟后,轮子表面温度达到70℃。随后切断电源,车轮表面温度缓慢降低。对可变刚度车轮进行性能测试,测试其在不同情况下的径向变形和接地面积。搭建摩擦力测试试验台,测试不同条件下,车轮在运动过程中的摩擦力。结果表明可变刚度复合材料的使用能够提升车轮性能,改变车轮形变程度,改善车轮运动能力。