智能机器人在复杂环境下进行工作需要多种传感器相互精确配合,触觉作为机器人仅次于视觉的一种重要知觉形式,在信息交互和传感认知过程中具有十分重要的作用。触觉传感器作为触觉传感技术的核心,需要在设计制作和输出特性等方面进行研究。现有单一敏感元件组成的触觉传感器存在无法同时准确获取静态和动态触觉信息的不足。本文参考悬臂梁结构特点,基于压磁效应,应用丝状铁镓磁致伸缩材料设计制作了两种新型的触觉传感单元,能同时获取静态和动态触觉信息,并将其集成形成阵列结构,用于测试机械手抓取力和物体刚度。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,设计了磁致伸缩触觉传感单元的结构,分析了传感单元的工作原理,并将其形成阵列。基于磁致伸缩线性本构方程,建立了磁致伸缩触觉传感单元的测试力模型。根据控制变量的方法,通过实验得出铁镓丝的最佳偏置磁场为1.908KA/m,并测试出压力、铁镓丝长度和直径对电压输出的影响。对建立的模型进行传感单元的输出特性计算,将实验与理论进行了对比,实验数据与理论计算结果曲线基本一致。分别测试了磁致伸缩触觉传感阵列的输出特性,并对传感阵列互相之间的磁场影响进行了仿真分析,得到了阵列单元之间的最合适的距离,并根据此集成阵列。制作了磁致伸缩触觉传感单元及阵列样机,并搭建了触觉传感单元测试系统。对传感单元进行静态力与动态力的测试,得出了传感单元测量力的灵敏度;传感器在1～4Hz频率范围内对动态力具有较好的响应和良好的传感精度。基于触觉传感单元测试系统,设计了测试目标物体刚度的实验方法,并建立了测试刚度模型,可用于描述传感单元输出电压与抓取力和物体刚度之间的关系。通过分析传感单元输出电压获得了不同物体的估算刚度。利用传感阵列测量刚度,可同时测量同一物体的不同部位的刚度,结果表明传感阵列相较于单一传感器可感知更多信息。