折纸机构具有质量轻、展收比高、柔软性好、易小型化设计等特点,在机器人机构设计、宇航空间可展开机构、微纳操作、医疗无创手术、穿戴设备、能量吸收等领域有着十分广泛的应用前景。本文提出了一种基于折纸机构的微型柔性多自由度机械臂,能够通过磁场驱动实现弯曲、锚定、伸缩等操作。本文在折纸机构设计,电磁驱动器设计,磁定位方法与轨迹控制等方面展开了深入研究,具体内容如下:进行了折纸机械臂的构型设计与仿真分析。基于折纸机械臂的功能需求,设计了一种基于水弹折纸机构的,可以伸缩和弯曲的机械臂构型。基于螺旋理论分析了折纸机械臂的自由度,通过对磁场力的分析建立了折纸机械臂的运动学方程,并通过有限元仿真对折纸机械臂的变形进行了分析。进行了电磁驱动器的结构设计。基于折纸机械臂的自由度和工作空间的需求,设计了具有四个正方形线圈的电磁驱动器,确定了电磁驱动器的结构参数,搭建了折纸机械臂的电磁驱动系统,并对电磁驱动器的磁场特性进行了有限元仿真分析。进行了磁驱动折纸机械臂的运动控制与定位检测系统的设计。基于磁驱动折纸机械臂的运动仿真分析,设计了基于磁定位方法的定位姿态检测系统,完成了对磁驱折纸机械臂的运动控制。最后,进行了折纸机械臂的磁驱动控制实验,分析了磁驱动折纸机械臂的性能,分析了所采用的姿态检测与反馈系统的有效性,精度以及目前存在的问题。