随着资源的大量开发和海洋战略地位的不断提高,水下软体机器人已成为仿生领域的一个研究热点。目前,现有的水下机器人驱动方式多采用螺旋桨推进,存在着结构复杂、体积大并且近距离观察海洋生物等会对其产生干扰等问题。本文提出了一种以海鞘为原型的仿生海鞘软体机器人,采用磁流固耦合驱动的方式,通过气泡结构上下两侧相互吸引模拟喷水推进,驱动时不需要电机,降低了运动的噪音,简化了结构。设计了以海鞘结构和运动机制为基础的仿生海鞘软体机器人,其由软体外壳和多个软体气泡结构组合而成,每个软体气泡结构都可以实现独立的挤压变形运动。分析其驱动方式,设计出软体机器人的驱动致动器,驱动致动器由软体气泡结构、电磁线圈和磁铁组成,电磁线圈和磁铁由软体材料包裹在气泡结构的上下两侧。致动器是通过控制电磁线圈的通断实现气泡的吸合与张开,进而推动软体机器人运动。分析了软体机器人驱动致动器的电磁性能。以麦克斯韦电磁学理论为基础对致动器的工作原理进行分析,建立三维有限元仿真模型。并对两组不同工况的致动器工作时产生的磁场性能和电磁力大小进行仿真分析,通过结果比较得出了较优的致动器结构和最佳的电磁力。分析了海鞘软体机器人气泡结构的推进性能。以流固耦合理论为基础对软体机器人的运动机制进行分析,建立气泡结构的三维有限元模型。并对其进行数值仿真和计算,仿真结果表明气泡结构挤压变形时产生了周期性波动的推进力,对推进力数据进行处理计算出推进力大小。此外,对气泡结构挤压变形时周围流体的压力场、速度场的分布特征以及涡结构进行分析,研究了气泡结构挤压变形的推进机理和流场耦合作用。分析了仿生海鞘软体机器人整体的运动性能。对软体机器人进行稳态分析,并建立了推进性能的力学模型,并通过力学模型计算,研究了速度与时间、位移与时间的关系,结果表明随着运动速度的增大阻力系数减小且慢慢趋于稳定;最后对气泡结构参数进行优化。分析了新气泡结构对软体机器人推进力的影响,通过与原气泡结构的分析比较,得出新气泡结构的推进效率要高于原气泡结构,而且提高了运动的稳定性。本文从生物学的角度设计了海鞘软体机器人的外形,简化了结构。采用磁流固耦合方式驱动,降低了噪音、提高了环境适应能力。通过数值模拟的方法分析了仿生海鞘软体机器人的运动机理,对未来仿生软体机器人的进一步设计研制提供了理论基础,为优化设计提供了理论依据。