近年来软体机器人逐渐成为了机器人领域研究的热点。软体执行器作为软体机器人的重要组成单元,具有柔性好和适应性强等优点,被广泛应用于物体抓持和医疗服务等领域。然而,由于软体执行器具有材料非线性和几何非线性,其运动学建模一般是结合实验得出含有大量经验参数的数值化公式,难以进行参数优化分析。本文为了建立一种描述气动软体执行器弯曲变形的数学模型,首先利用简化的Yeoh模型建立了其主动弯曲变形模型,然后基于链式梁约束模型,拟合得到了其等效末端力、力矩以及等效刚度与气压的关系式,验证了参数随气压变化的链式梁约束模型描述气动软体执行器弯曲变形的准确性。主要研究内容如下:（1）利用简化的Yeoh模型建立了硅胶材料的能量密度函数,并通过硅胶试样的单轴拉伸试验测得了硅胶的材料参数。基于Abaqus对气动软体执行器在不同气压下的弯曲特性进行了有限元仿真,通过对仿真结果的分析,得到了气动软体执行器的最大应力面。（2）基于气动软体执行器的几何结构,结合Abaqus有限元仿真变形具有常曲率的特点,建立了气动软体执行器主动弯曲数学模型,确定了其末端转角φ与结构参数、气压P之间的关系。得到的主动弯曲变形曲线与有限元仿真结果进行对比,最大误差不超过5%,验证了理论模型的正确性。在保持气压不变的情况下,对气动软体执行器的结构几何参数进行了优化以获得最大的弯曲角度。分析了采用分段常曲率假设、Yeoh模型的气动软体执行器运动学模型的不足之处,明确了建立通用模型的必要性。（3）基于链式梁约束模型,结合Abaqus有限元仿真得到的气动软体执行器主、被动弯曲变形数据,拟合得到了气动软体执行器等效末端力fo、po和弯矩mo与气压P的二次函数关系式,以及等效刚度矩阵与气压P的一次函数关系式。在中低压（0～45kPa）范围内的平均拟合误差不超过10%,验证了改进的链式梁约束模型描述气动软体执行器主、被动弯曲变形的准确性。（4）对气动软体执行器的模具进行优化设计并通过3D打印技术制造,完成了气动软体执行器的制作。搭建气动实验平台,完成了气动软体执行器主、被动弯曲变形实验,验证了 Abaqus有限元仿真以及所建理论模型的准确性。基于结构参数优化后的气动软体执行器,设计制作了一种气动软体机械手并进行了大量的抓持实验,验证了本文所设计的气动软体机械手可靠、稳定的抓持性能。