触觉在人体的感知系统中占有重要的地位,可以感知物体的形状、纹理等重要属性。但是触觉技术相对比视觉技术还比较落后,因此触觉技术成为当下一个比较热门的研究方向。特别是在机器人感知、表面纹理探测以及微创手术操作中,研究人员已尝试使用各种技术和材料来生产敏感、可靠、柔性、小型和低成本的触觉传感器。本文主要针对机器人纹理辨识的问题,基于新型磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应,对触觉传感器进行了结构设计、模型分析与实验研究。首先从生物学的感知原理出发,结合生物学感知机理和磁致伸缩材料特性,设计了检测纹理触觉传感器和检测纹理和摩擦力触觉传感器。基于磁致伸缩材料的线性本构关系模型对检测纹理触觉传感器进行了模型分析,得到纹理特征与输出信号的关系。基于Armstrong模型对检测纹理和摩擦力触觉传感器检测摩擦力的梁进行了模型分析,得到摩擦力与输出信号的关系。其次对检测纹理触觉传感器进行了样机制作,搭建了具有纹理信号提取功能的实验平台,分析了传感器的输出特性,并对生活中常见的织物样本进行实验,验证了传感器模型的准确性。选取生活中最为人们熟知的五种织物作为实验样本,并对每一种样本进行了主观触觉感知实验,根据主观感知结果对每一种样本进行粗糙-光滑度,稀疏-细密度评分。最后从输出信号中提取表征纹理粗糙-光滑、稀疏-细密属性的四个特征值,利用特征值的关系对每一种样本的粗糙-光滑、稀疏-细密属性进行识别,并与主观触觉感知的结果进行对比。根据触觉传感器获得的纹理振动信号提取信号的功率谱密度特征值,结合极限学习机算法对不同的实验样本进行分类识别。