近年来,频发的自然及人为灾害对人类的生命安全造成了极大地威胁。复杂的灾后环境降低了营救人员的救援速度,在救援过程中被困人员可能随时会出现意外情况。快速的探查被困人员的生命状态以及为被困人员输送一些维持生命的必要物质(水、氧气以及营养液等)能够极大地提高救援成功率。本文设计了一款气动仿象鼻的软体救援机器人,主要由软体导向结构、软轴、营养液输送管道、气动控制平台、相机及上位机组成。设计了用于在废墟内导航的软体导向结构,其由多节软体管道串联而成,每节软体管道都可以实现独立弯曲动作。软体导向结构能够通过弯曲自身避过障碍到达被困人员处,为软轴或软管提供一条顺利到达被困人员处的固定路径。软轴可以钻开前进过程中遇到的一些无法避开的障碍,管道为被困人员输送水、氧气等。对单节软体管道进行运动学分析,建立驱动腔室轴向长度与软体管道两端位姿变换矩阵之间的函数关系。通过Yeoh应变能密度模型对软体管道进行建模,利用ABAQUS有限元软件对其进行分析,得到了单腔室驱动气压与弯曲角度之间的关系。搭建了软体救援机器人的硬件平台及软件控制系统。通过对继电器、电磁阀的控制实现不同腔室的充放气,进而实现对软体导向结构的弯曲控制。基于VS2015+Qt4.2编写上位机交互页面,通过Arduino IDE编写下位机控制程序。实现了对软体救援机器人的实时控制以及画面、气压参数检测。实现了单相机下的人脸检测。分别进行HOG(方向梯度直方图)特征、LBP(局部二值模式)特征提取。针对于LBP特征维数过高的情况,采用其等价模式来进行降维。对HOG与LBP特征进行特征融合。SVM(支持向量机)在小样本情况下具有良好的泛化能力,将融合之后的特征与其结合起来,在VS2015+OpenCV环境下搭建人脸检测系统。研制了软体救援机器人实验样机,并搭建废墟模拟环境。通过3D打印的方式制作模具,通过模具灌注硅橡胶的方式制作了软体导向结构。软体救援机器人能够通过弯曲自身避过障碍到达被困人员嘴巴位置,通过软管可以顺利将氧气、营养液输送给被困人员;通过软轴-钻头可以在废墟内部一些较为薄弱的障碍物上进行打孔操作。