余婉婷，孙勇智，陈 萌，张文奇，陈 晓

(1.浙江科技学院 自动化与电气工程学院·杭州·310023；2.上海宇航系统工程研究所·上海·201109)

0 引 言

触觉是人类感知周围环境的重要手段。近年来，随着机器人技术的不断发展，机器人仿生触觉研究也越来越受到重视。在航空航天、医疗卫生和家庭服务等需要精细操作的场景中，单纯依赖机器人视觉不足以解决问题，机器人还需要目标物体的温度、硬度、压力和表面粗糙度等物理属性信息。触觉传感器是获取这些信号的有效方式，对于完成这些操作而言具有重要的意义。

自20世纪80年代开始，学者对触觉传感器设计的原理和方法进行了大量的研究，主要发展了以下几种类型的触觉传感器，即压阻式触觉传感器[1-6]、压电式触觉传感器[7-9]、电容式触觉传感器[10-11]以及光学式触觉传感器[12-13]。压阻式触觉传感器中的应变计和压阻计灵敏度高、稳定性好，但体积大、操作不灵活。同时，导电聚合物类响应滞后明显，导电液体类存在耦合现象；压电式触觉传感器柔性好、成本低，但易受噪声影响，稳定性差，导致了其系统电路复杂；电容式触觉传感器动态响应好、灵敏度高、电路设计简单，但其输出表现为非线性，有迟滞性，且柔性差；光学触觉传感器多为光纤式传感器，对其的处理较为复杂，其受外部光照影响大。上述触觉传感器大部分功能比较单一，且电路复杂、体积大，易受限于特定的环境。

本文设计了一种小型仿生手指触觉感知系统，该系统体积小、结构简单，可检测三维接触力、温度、压力等物理量。……