随着智能机器人技术的发展,对机器人柔性触觉传感器的研究也越来越多。由于导电橡胶兼具压敏特性和柔韧性,是一种良好的柔性传感材料,被广泛用于柔性触觉传感器研究。目前所研究的导电橡胶主要有碳系和金属系两类填料,由于炭黑具有良好导电性且价廉易得等优点,因此大部分研究主要集中在炭黑填充型导电橡胶上。然而研究发现,炭黑颗粒间极性较强,相互吸引易团聚,并且制备过程中炭黑在基体中分布特征不可控,形成连续的导电通道需要大量填充。因此本文将填充具有软磁特性的导电填料的磁流变弹性体作为研究对象。由于导电填料具有软磁特性,在制备过程中可通过外加磁场控制颗粒在基体中的分散,促使导电链的形成,降低材料渗流阈值,提升力学性能。基于目前磁流变弹性体和触觉传感器敏感材料的研究现状,本文开展了镍粉填充型磁流变弹性体压阻特性的研究,实验研究磁流变弹性体的压阻特性,理论上建立压阻模型,具体工作如下:(1)分析触觉传感材料以及磁流变弹性体的研究现状,针对不足提出本课题研究的意义与内容。(2)分析磁流变弹性体的导电通路、隧道效应以及场致发射效应三种导电理论。基于隧道效应理论,分析导电链数量、导电颗粒间距以及材料自身刚度在磁流变弹性体受力过程中的变化规律,推导磁流变弹性体的压阻模型;从模型出发,分析影响磁流变弹性体压阻特性的各因素,并且根据材料的应力应变曲线对所建模型进行验证,为磁流变弹性体的设计、制备以及应用提供指导。(3)分析导电橡胶的制备工艺,在此基础上完成对磁流变弹性体原材料的选型,并研究磁致链化型磁流变弹性体的制备方法,以硅橡胶为基体、羰基镍粉为填料制备不同配比、不同磁场强度下预结构化的磁流变弹性体样品。最后根据试验测试方式搭建实验平台。(4)采用绝缘电阻测试仪UC2684A和螺旋推拉力试验机对磁流变弹性体的压阻特性进行测试,根据零压力下(预紧力下)的电阻测试结果,研究镍粉含量和分散特征对磁流变弹性体导电性的影响;根据施压过程中电阻变化情况研究镍粉含量、镍粉分散特征以及外加电压对压阻特性的影响,确定压力灵敏度高、压力作用范围宽、压阻曲线线性度好的磁流变弹性体的配比。另外,采用上述仪器以及恒温箱对磁流变弹性体的温敏特性进行测试,研究温度对电阻的影响规律,为温补研究提供参考。(5)分析磁流变弹性体的电阻弛豫现象以及产生该现象的原因。实验研究磁流变弹性体压阻特性的重复性以及在压力作用下材料电阻的弛豫特性,为改善材料稳定性的方法研究提供实验基础。