近年来随着人力成本逐渐提高,现在有越来越多的制造企业采用自动化生产线,更多的机器人代替人力出现在工厂中。机器人在工作时也需要同人一样拥有各种感知技能。其中,触觉传感器是必不可少的,它和视觉传感器是机器人感知外界的重要途径。特别是对复杂的物体进行操作时,触觉传感器尤为重要。除了工业上的应用,在医疗、军事、服务等方面都有广泛的应用前景。触觉传感器除了能测量接触力的大小、方向和分布之外,在尺寸上要小,并且保证有高的分辨率。现阶段触觉传感器基本上可以分为两类,第一类是利用压力传感单元检测力,可以在单点上检测接触力的矢量,也可以组成多点阵列的传感器,如多个应变片组成的阵列的传感器；第二类是以弹性体作为传感器的接触部件,弹性体受力后会发生形变,通过检测弹性体的形变量和形状来计算接触力的大小和分布。本文采用第二类方案,使用可软接触的弹性体,保证与目标物体的充分接触,并且外围电路也会相对简单。传感器由弹性体、三维形变采集系统和照明光源组成,基本思路是检测弹性体受力后发生的形变,分析三维形变并与接触力建立对应关系。本文中使用了两种方案检测三维形变,第一种是光栅投影的方式,利用傅立叶轮廓术、解包裹等步骤重构了三维形变；第二种方案是双目视觉,在经过左右图像同时采集、摄像机标定、标记点识别和三维重构过程后,获得弹性体的三维形貌。有限元软件工具对弹性体在实际应用情形进行了模拟分析。正向挤压弹性体并挤压位移逐渐增大,分析此时的接触力与弹性体内壁变化情况。同时,对与中线有一定夹角的平板挤压也进行了分析。搭建试验装置后,对正向挤压的接触情况进行了实测并记录数据,在分析数据时发现正向小位移挤压与接触理论的数学模型匹配度很好。借助变形部位标记点的法线成功求得侧向挤压的力的方向,而力的大小则是通过有限元数据插值算出。对整个传感器中可能存在误差的原因进行了分析后,为提高传感器的精度提供了依据。在文章的最后,总结了文章的成果和创新点,并指出了当前研究的不足和今后课题的研究方向。