随着对仿生学和材料科学的深入研究,柔性机器人凭借其灵活性、良好的人机交互性和环境适应能力,在生物救援、医疗检查、水下探测等多个领域具有广泛的运用空间,并且逐渐成为机器人研究领域的热点。本文在研究形状记忆合金（SMA）性能及驱动频率的基础上,设计制造了一种SMA弹簧-流体复合驱动的多腔体爬行机器人,并对机器人各个构件和样机进行分析与实验研究。主要研究内容及成果如下:首先对SMA合金的记忆效应和超弹性效应进行分析,并比较了不同基本合金系的优缺点,选择Ni Ti合金作为本课题的驱动材料;其次,本文给出了SMA弹簧的理论设计和制备方法,针对SMA弹簧的记忆效应和力学性能搭建了实验测试平台,在热处理温度为450℃,训练次数为20次时,SMA弹簧的恢复率最佳;最后,开展电驱动实验,研究在不同电流和负载的状态下SMA弹簧驱动性能的变化规律,结果表明:SMA弹簧的弹性系数在奥氏体相变过程中与温度呈正比例关系,所选用SMA弹簧达到驱动力稳定时的临界电流为2.18A,且稳定驱动力为9.48N;在加热过程中,SMA弹簧的收缩速度随负载的增大而减小,冷却时,恢复速度随负载的增大而增大,验证了SMA弹簧作为柔性驱动器的可行性。基于仿生学原理,通过模仿自然界蚯蚓的蠕动,设计了一款基于SMA弹簧-流体复合驱动的多腔体柔性爬行机器人,利用建模软件对多腔体柔性爬行机器人进行初步建模,并分析了其单腔体变形模块的运动原理和机器人整体运动规律。对柔性爬行机器人的驱动模块、折叠式伸缩模块和摩擦腹足等结构进行了详细的设计计算和实验验证,并针对多腔体爬行机器人中的相关柔性部件,进行了浇筑模具的设计与制备。最后,基于柔性爬行机器人前、后驱动模块的差动运动规律,设计了爬行机器人的运动控制策略。利用ABAQUS对液压伸缩管进行静力学仿真,建立液压伸缩管的仿真模型,并对描述Ecoflex系列硅胶的力学模型和参数进行了拟合,验证了不同型号的硅胶,腔体结构和尺寸对其伸缩性能的影响规律,分析结果显示:伸缩模块材料为Ecoflex00-30,波纹深度占直径25%的伸缩管,其伸缩性能较优;构建了驱动模块的热力学模型,通过理论和实验的方法测试了驱动模块在不同环境中的响应和恢复速率,结果表明:相对于静止空气,通过液体冷却系统可以将单个驱动模块的工作周期从30s下降到22.5s。对柔性机器人的关键部位进行制备和组装,搭建液压伸缩管实验测试平台,测试了液压伸缩管在不同阻力情况下,通入液体体积与伸长的关系。最后通过柔性爬行机器人的整机运动实验表明:驱动电流为2.18A时,一个运动周期的最大位移量为3cm。