受折纸折叠原理启发的新型构形的开发和应用日益成为相关领域的研究热点。其中，平面折痕的设计、三维形状的折叠、构形的运动特性、自由度及其驱动设计都是需要解决的问题。首先，在经典Water－Bomb折纸基本单元的基础上，设计了单自由度非汇交折叠单元的平面折痕。将基本折痕进行组合和三维折叠，得到具有一定刚度和折叠运动的两个三维单元：可折叠运动副和可折叠旋转副。同时，受可折叠转动副的启发，设计了一个与基本非交叉单元配合的软件驱动程序，并与两种三维单元相结合，实现了对三维单元的稳定控制。实验发现，通过软件驱动程序控制三维单元的输入角度，可以同时控制三维单元的刚度。两个三维单元串联在一起，设计了折纸腿和步行机器人，可以实现完整的步进动作。实现了机器人行走仿真实验和跨步实验，获得了折纸腿跨步时的最大余量，验证了两个变刚度单元在行走和跨步过程中的特殊性能。