触觉传感器在智能化、小型化和集成化方面具有突出特点,可以应用于机械手上进行智能抓取物体。本文选择‘探测压力与静摩擦系数的磁致伸缩触觉传感器研究’这个课题,对智能机械手的发展具有至关重要的意义。基于Fe-Ga合金在智能材料中的诸多优势,设计一种以Fe-Ga材料为核心元件,综合了压磁式和霍尔式传感器优点的新型磁致伸缩触觉传感器。该触觉传感器用于探测单一应力与物品的静摩擦系数,是对压磁式触觉传感器的一种新的探索,为智能机械手的触觉感知提供了一种新的方法。从触觉传感器的核心材料发展入手,通过比较磁致伸缩材料在磁性能与机械性能方面的突出优势,得出磁致伸缩材料Fe-Ga合金可以作为本文所设计触觉传感器的核心元件。通过讨论Fe-Ga合金材料在触觉传感器领域的应用证明了磁致伸缩材料对触觉传感器的发展具有重大作用。设计了一种新型磁致伸缩触觉传感器,包括传感器尺寸、内部永磁体的放置、霍尔元件与Fe-Ga合金的连接、Fe-Ga丝的长度、磁化强度的选择等。利用有限元软件对所设计磁致伸缩触觉传感器磁路进行有限元仿真,确定传感器整体结构参数,包括Fe-Ga合金的长度、Fe-Ga合金与永磁体之间的距离、偏置磁场的大小。对多组仿真数据进行相互对照和理论分析,获得触觉传感器的最佳结构尺寸参数,提高所设计传感器的可靠性和灵敏度。从逆磁致伸缩效应、霍尔原理和动力学理论等分析触觉传感器实现压力探测的理论基础。通过建立数学模型并结合实验得出磁致伸缩触觉传感器在力场和磁场共同作用下的输出电压。同时测试了触觉传感器的输出特性,包括静态力特性、动态力特性、抗干扰性、传感单元的灵敏度以及响应时间等。测试了磁致伸缩触觉传感器在对应压力与不同静摩擦系数下的测量输出电压,表明可以应用设计的磁致伸缩触觉传感器探测物品的静摩擦系数。本文所设计传感器的偏置磁场为6.12 k A/m（76.5 Oe）,测力量程为0～2 N,在2 N压力下,传感单元的灵敏度为31.3 m V/N,响应时间和恢复时间分别为20和13 ms,有较小的迟滞性和良好的重复性。