本文研究了几种新型柔性衬底材料、电极、尼龙导电合股纱的力学断裂强力与导电性质,柔性PVDF压电传感器薄膜的压电原理与性质和复合结构与针织结构两种纺织结构的理论数学模型,并且通过在柔性衬底上搭建集成了良好的压力传感电路,最终设计准备出柔性层状复合结构和双层袋状结构的纬平针两种压力传感系统织物。并且对它们进行拉伸疲劳、弯曲和压缩力学性能测试和压力传感综合性能表现进行评价。此外,为了改善这种柔性纺织压敏织物作为机器人手压力传感皮肤的表面摩擦效应,力图提高其抓取物体时的稳定性和高效性。本文还从不同组织结构表面效应角度较为深入的研究了其表面纹理微结构与其摩擦效应的关系,设计开发了 1+1罗纹和3针2列集圈两种组织结构的两种不同密度的四个针织试样;并将它们与本文之前制备的柔性层状复合结构系统的皮肤织物表层材料(聚氨酯弹性海绵织物)进行摩擦测试对比及优化;为机器手压敏皮肤更好的开发运用提供较好的理论基础。通过文章中实验的测试与研究,可以得出以下结论:(1)柔性层状复合结构的压敏系统和双层袋状结构平针针织压敏系统这两种纺织结构的传感电路设计灵活、易于大面积集成,具有较高分辨率;并且它们的柔韧耐塑性形变能力好;并且还可以有效保护和屏蔽外界信号干扰,提高传感系统信噪比的作用。(2)通过20次循环拉伸应变负载疲劳、弯曲和压缩性能等力学性能测试发现:它们基本没有发生明显的蠕变松弛现象;柔性层状复合结构的压敏织物急弹形变回复迅速,而双层袋状针织结构压敏织物在第12次拉伸负载中开始表现缓弹形变回复现象;测试结束后尺寸稳定保持在94%。在压缩和弯曲性能方面两种纺织结构的压力传感系统织物都表现出较为理想的柔韧弹性,具有较高的压缩比弹性和压缩回复率,在较大曲率和弯矩下形变程度好,并且刚性指数非常小:但双层袋状结构的针织系统压敏织物在多次弯曲负载后或过大弯曲负载后会表现出一定的弹性滞后现象。(3)从压力传感综合性能表现方面来看,柔性层状复合结构系统的压敏织物在静态压力负载较准实验测试中表现出非常理想的压力-电压和应变-电压线性拟合关系,压力-电压线性拟合系数为0.9865,灵敏度非线性误差为0.2%;在0.5Hz和2.5Hz两种低频动态压力负载下其灵敏系数较静态压力负载较准下的分别提高了 30.37%和82.45%,线性关系也很理想。并且其电压信号输出波形完整与周期重复性良好,相邻电压波形信号峰-峰幅度无衰减和失真现象,动态压力响应性能与反应速度较快;并且随着动态负载频率的提高其响应速度和灵敏程度均有所提升。而柔性双层袋状结构的平针针织系统压敏试样则是主要测试了其在1.25Hz低频动态压力负载下的压力感应能力。从灵敏程度、重复性和稳定性方面来看这种袋状双层结构的平针针织压敏系统在动态压力负载下的综合压力传感性能表现良好,压力-电压线性关系比较好,尽管由于其平针自身散脱大、卷边性质和泊松效应,加之原料高弹力纱线未经蒸纱工艺处理,使它相比柔性层状复合结构系统压敏织物有一定的灵敏度偏离,但其灵敏系数非线性度控制在1.67%内;在1.25Hz低频动态压力负载作用下示波器采集的电压信号波形较为完整、周期规律性明显,稳定重复性好,满足机器手的应用要求。在持续的1.25Hz低频动态负载下其响应速度有较为明显的迟滞效果。基于对皮肤表面织物组织纹理微结构与摩擦效应理论关系研究和摩擦性能测试后得出以下结论:织物组织表面纹理微结构的几何轮廓高度、数目、相邻轮廓间形成的凹槽深度与摩擦系数与能力呈正相关。1+1罗纹试样B、3针2列集圈试样B、3针2列集圈试样A、1+1罗纹试样A、柔性层状复合压敏试样的最大静摩擦及摩擦系数依次减小,表面摩擦效应减弱;1+1罗纹织物表面的直凸条纹理结构和3针2列集圈织物突起的方块纹理结构增强了摩擦效应,而尽管聚氨酯弹性海绵面料表面平整均匀,没有明显的几何轮廓凹凸点纹理结构而使其摩擦系数小,但它自身有着较大的滑动粘附阻尼系数,在实际的滑动摩擦过程中表现出的摩擦效应反而较强。并且在拉伸疲劳、压缩和弯曲力学性能上,分别以1+1罗纹A、1+1罗纹B、3针2列集圈A和3针2列集圈B这四种织物为皮肤表层材料所制备的层状复合结构压敏织物耐力学应变疲劳效果较佳,柔韧弹力和持久能力好。但相比而言,1+1罗纹组织最好,3针2列集圈织物和双层袋状结构平针织物在较大应变弹性回复行为上表现出有一定滞后现象。