随着各种技术的发展,机器人在许多领域得到了广泛关注,呈现多样化和智能化的发展趋势。目前机器人除了广泛应用于制造业领域外,还应用于军事、医疗服务、能源勘探等领域,并且以上应用领域中均采用最为成熟的视觉和听觉技术。但是机器人在救灾排险和人机交互领域,除了使用视觉和听觉技术,也需要触觉反馈技术。因为机器人在动态环境下的作业,需要触觉数据辅助完成手工作业。目前应用于机器人触觉反馈的技术,通常采用基于压力传感器的触觉响应系统,压力传感器只应用于机器人特定位置进行压力检测,很难完成大面积应用,同时目前的机器人压力触觉响应系统在压力感知与可视化显示一体化方面还存在很大的挑战性。针对以上问题,本论文结合可穿戴的概念,设计了面向机器人触觉反馈的新型柔性电子皮肤,该新型电子皮肤主要包括大面积柔性的力感知阵列、电致变色器件阵列及信号处理系统,其不仅能够实现机器人大面积触觉力感知,而且能将压力的分布及大小实时可视化显示,为机器人触觉反馈提供新的方式。本论文的主要研究内容如下:（1）新型柔性电子皮肤的整体结构设计和材料选择。首先对面向机器人触觉反馈的电子皮肤进行了整体设计,主要包括触觉感知单元和触觉可视化单元。然后,对触觉感知单元与触觉可视化单元分别进行分析与设计。根据机器人触觉感知过程的特征,采用基于垂直接触-分离模式和单电极模式的摩擦电传感器作为触觉感知单元,以实现对压力的动态感知。根据机器人触觉可视化过程的特征,采用颜色可切换的电致变色器件作为触觉反馈单元,以实现对压力的动态显示。最后分别对以上传感器进行结构设计,以及对器件的材料及表征测试所需设备进行了总结。（2）面向机器人触觉反馈的柔性电子皮肤制备及性能表征。采用两个不同工作模式的摩擦电传感器作为力感知单元,研究结果表明上述器件具有优异的性能,显示了宽检测范围（55Pa-66.6kPa）、优异的稳定性（5000次循环工作,性能基本不变）、高灵敏度（0.436V/kPa）及快速响应能力（0.32ms）,另外也显示了热稳定性及高湿度敏感度,此外单电极模式的传感器还显示了优异的传感阵列的一致性。上述结果表明了所设计的摩擦电传感器可以完成对压力的动态精准检测并且满足应用场景的复杂性,证实了摩擦电传感器作为机器人触觉感知单元的可行性。同时,基于聚苯胺的电致变色器件也显示了高比电容（564F/g）、较好的耐久度（1000次循环工作后,性能为初始的77.7%）、弯曲稳定性（1000次循环工作后,性能为初始的78.87%）、快速的颜色切换能力（氧化过程时间1.37s;还原过程时间1.87s）及明显的对比度。上述研究结果表明所设计的电致变色器件能够实现不同颜色的快速、稳定的切换,证实了作为机器人触觉可视化单元的可行性。（3）基于力感知与电致变色单元的电子皮肤集成与机器人触觉反馈测试。首先将优化的摩擦电传感器、电致变色器件及信号处理系统进行集成,搭建了基于上述复合传感器的触觉响应系统,并对机器人进行触觉反馈实测。研究结果表明,基于单点式机器人电子皮肤能够实现对外力的实时感知,并通过不同的颜色变化实时显示出来。在上述基础上,结合了大面积阵列化的力感知单元与电致变色单元,制备出了大面积柔性阵列的机器人电子皮肤,上述新型机器人电子皮肤不仅仅能够对压力的大小、分布进行实时感知,而且能够通过电致变色单元将应力的大小、分布实时显示出来。