智能机器人的快速发展要求多种类型的高精度传感器应用于感知反馈。触觉作为一种接触式感知方式,能够完成不同于视觉感知的高精度感知功能,在传感认知和信息交互过程中具有十分重要的作用。触觉传感器是触觉传感技术的核心,需根据用途设计合适的结构,选择相应的敏感材料。本文基于逆磁致伸缩效应,结合仿生学结构,使用铁镓合金设计制作了一种新型触觉传感器,能够采集获取静态或者动态的接触力信息,响应速度快。将不同数量的传感单元集成在柔性印刷电路板上形成柔性阵列结构。通过改变传感单元的分布布局,开发了两种触觉传感器阵列,结合智能机械手的抓取功能,一种用于对所抓取物体的刚度感知,另一种用于物体表面凹凸形状感知。根据仿生学原理,参考人体表皮毛发的触觉感知结构,设计了触觉传感单元的基本结构。结合铁镓合金材料和悬臂梁结构,使用铁镓合金丝以及3D打印材料制作了磁致伸缩触觉传感单元。基于磁致伸缩线性本构方程,建立了传感单元的接触力检测理论模型。分析模型,影响传感单元灵敏度的因素有:铁镓丝的直径、长度、倾斜角度以及传感单元的永磁体摆放位置和数量。通过仿真与实验对多个影响因素进行了优化与调整,传感单元的尺寸确定为7.5 mm×6.4 mm×4.5 mm,理论上的接触力检测最优灵敏度为24.26 m V/N。搭建磁致伸缩传感器输出特性测试实验平台,测试并分析了传感单元的静态和动态特性。静态条件下,在0～3 N的接触力检测范围内传感单元的灵敏度为23.86m V/N,分辨率为0.1 N。在1 Hz～4 Hz的动态条件下,传感单元展现了响应速度快、传感精度高等特性。动态灵敏度相比于静态灵敏度变化量最大为6.39%,展现了传感单元的输出稳定性,结果表明该磁致伸缩传感单元既可在静态下保持输出,也可在动态下跟随信号波动变化。传感单元的响应时间与恢复时间仅为11 ms和10 ms,快于人体皮肤的响应时间（30 ms～50 ms）和纳米级别的氧化锌阵列传感器（14 ms）。为了避免单一触点测量不全面、阵列刚性过大不易测量的缺点,将传感单元集成在柔性印刷电路板上,构成了可弯曲的2×3阵列,正反可弯折70°。将阵列安装于可控轨迹二指机械手上,用于检测被抓取物体的刚度。基于传感单元的接触力检测理论模型,结合胡克定律推导了刚度测量模型。通过实验对已知刚度物体进行了刚度检测,验证传感器阵列的刚度检测功能,结果与已知数据吻合。对未知刚度的物体进行测量,与刚度测量模型推导结果相比,误差较小。实验表明该2×3磁致伸缩触觉传感器阵列阵列可用于物体刚度的测量。根据机械手指的实际宽度,设计了3×3的传感器阵列,结合仿真与实验,调整各个传感单元的间距,避免单元之间磁场干扰,得到密集排布阵列。通过实验测试了该传感器阵列的输出特性,各单元输出性能稳定,无相互干扰。将该阵列用于抓取具有不同特征的样品,输出结果检验了该传感阵列能够识别这些特征的差异。将该阵列用于抓取带有不同形状浮雕的平面物体以及曲面物体,采集得到被抓取面的各触点输出电压。开发了一种形状识别算法,通过分析数据可得到物体表面的应力分布信息,进而得到物体表面的凹凸形状等信息。结果表明该传感器阵列具有识别物体表面形状的能力。