人体消化道是一个十分复杂的环境,尺蠖爬行方式在小肠环境中有着许多其他运动方式难以比拟的优势,而胃袋相对宽广的空间为机器人自组装提供了可能性。本论文贯彻模块化的设计理念,将自组装、自分离的功能与尺蠖式运动方式相结合,旨在设计一款能够在小肠环境中工作的蠕动爬行机构。机器人本体由三个可组装且可拆分的具备独立功能的模块组成,其中,一个是伸缩模块,两个是嵌位模块。初代设计样机伸缩模块使用的是直线电机驱动,嵌位足嵌位采用刚性嵌位的方式；而改进设计样机的伸缩模块则采用了电机、弹簧、尼龙绳的组合,使伸缩模块具备弯曲能力，嵌位足嵌位也采用刚性嵌位的方式；模块自组装的实现通过磁铁相互吸引,改进设计样机和简化验证的自分离通过样机自带的加热元件加热熔化低熔点粘结材料,使嵌位模块的一个部件脱落,依靠被压缩的弹簧将嵌位模块和伸缩模块弹开,达到嵌位模块与伸缩模块相分离的目的。制造与组装后的初代设计样机外径20mm,三个模块组装后的整机长度为150mm；改进设计样机外径为13mm,长度为125mm。重点对改进设计样机进行了硅胶软管爬行实验,塑胶薄膜管的爬行实验,实验结果表明,改进设计样机能通过模拟的小肠环境,也具备一定的弯曲能力。自组装实验以及自分离实验表明改进设计样机具备自组装和自分离的能力。对机构的相关力学受力进行了分析,并与实验结果进行了对比,结果表明所设计的机构可以在肠道环境中正常工作。最后对机器人的机构进行了优化设计,再改进样机采用更小的磁铁作为连接引导元件并使用低熔点粘结剂加固；为了进一步减小各模块的尺寸和重量,这样既可以减小误组装发生的概率,又不会降低模块之间的连接强度；摒弃了电机的使用,采用一种新型人工肌肉作为驱动力提供元件；模块外径可以缩小到10mm。本文的研究成果为下一步研制出能够在真实肠道环境中工作的主动运动机器人奠定了基础。