触觉是智能机器人与外界环境交互所必需的媒介。相比于视觉技术,触觉传感及其应用发展缓慢。随着智能家居、仿生假肢和医疗程序自主操作等领域的发展,触觉传感技术的作用愈加显著并有着广阔的应用前景。触觉传感器作为触觉传感技术的硬件基础,需要在设计制作和输出特性等方面进行研究。现有的触觉传感器大多只进行力的测量,而无法获取与目标物体交互的其他触觉信息。本文参考悬臂梁结构特点,基于压磁效应,应用片状铁镓磁致伸缩材料设计制作了一种新型的触觉传感器,用于测试机械手抓取力和物体刚度。为了优化传感器的输出性能,首先测试了传感器的敏感元件片状铁镓合金的静态磁特性,包括磁致伸缩效应和压磁效应。并采用COMSOL有限元软件对片状铁镓合金悬臂梁结构进行仿真分析,结合仿真结果和实验测试结果得出,随着磁场强度的增大,片状铁镓合金压磁系数先增大再减小最后趋于稳定。当材料所受应力为0MPa,偏置磁场强度为4.5k A/m时,压磁系数达到最大值17.5T/GPa。结合手指皮肤触觉模型,设计了磁致伸缩触觉传感器的结构,分析了传感器的工作原理。基于磁致伸缩线性本构方程,建立了磁致伸缩触觉传感器的测试力模型与测试刚度模型,可用于描述传感器输出电压与抓取力和物体刚度之间的关系。利用MATLAB软件对建立的模型进行传感器的输出特性计算,根据传感器的输出特性曲线,确定了传感器测试物体刚度的灵敏度。最后通过实验测试了磁致伸缩触觉传感器的输出特性。制作了磁致伸缩触觉传感器样机,并搭建了触觉传感器测试系统。对传感器进行静态力与动态力的测试,得出传感器测量力的灵敏度为114m V/N,分辨率为0.07N,线性度为3%;传感器在2～4Hz频率范围内对动态力具有较好的响应和良好的传感精度。基于触觉传感器测试系统,设计了测试目标物体刚度的实验方法,通过分析传感器输出电压获得了四种刚度不同物体的估算刚度。提取输出电压随时间变化的梯度值和抓取稳定的稳态值作为特征值,结合K最邻近算法实现了基于目标刚度的物体识别,识别正确率达到95%。