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机器人和无人作战装备的智能化发展对触觉传感器提出了更高的要求,触觉传感器必须能共形贴附于结构表面,感知接触力和滑移剪切力。针对当前国内外触觉传感器存在的灵敏度较低和检测方向单一以及结构复杂等问题,本文提出了一种以纳米纤维膜为介电层的电容式柔性三维触觉传感器。围绕电容式柔性触滑觉传感器的设计与制造、不同材料及结构介电层的传感器性能对比分析、传感阵列设计以及传感器测试系统的搭建等开展研究工作。主要进展有:设计电容式柔性触滑觉传感器的单元结构,采用有限元软件对基于单层聚酰亚胺(PI)纤维膜介电层的电容式触滑觉传感器进行仿真分析,验证了 PI纤维膜结构具有优异的三维力感知性能。对比分析不同材质介电层、层厚和层数的PI纳米纤维膜及结构尺寸传感器性能,优化传感器结构,试验结果表明,基于双层PI纳米纤维膜介电层的小尺寸电容式触滑觉传感器性能最优。在0-13.89 kPa压力下,z轴方向平均灵敏度最高达0.0480 kPa-1;在0-0.18 N的区间内,x轴方向平均灵敏度取得最大值0.6616 N-1;在0-0.26N,y轴方向平均灵敏度达0.7684 N-1,响应时间和回复时间分别为87.5 ms和192.5 ms,并展现出较好的稳定性和重复性。通过结构设计,研制电容式触滑觉传感阵列,其在触觉感知方面,在4.1-4.9 Pa区间灵敏度达到最大值为2.204 kPa-1，在滑觉感知方面,x轴方向的平均灵敏度为0.1218 N-1,y轴方向的平均灵敏度为0.0912 N-1,传感阵列的响应时间为157.5 ms,恢复时间为175 ms,重复性较好。为研究触觉传感阵列的接触力检测性能,研制了电容式柔性触滑觉传感阵列的扫描电路,构建接触力位置及大小的显示系统,通过扫描测试系统对传感阵列进行测试,实验结果表明本文研制的柔性触滑觉传感器可用于压力与滑动检测。