触觉传感器作为辨识物体特点、感知物体表面特征等环境信息的重要手段,近年来其在医疗设备、智能机器人、健康监测等领域的应用已成为各国科研工作者的研究热点。本文在分析了触觉传感器国内外研究现状的基础上,针对现有柔性触觉传感器存在的柔性差、结构和加工工艺复杂以及不易大面积阵列等问题,基于高分子复合材料设计了一种可用于医疗检测和智能机器人领域的阵列式柔性触觉传感器。该传感器具有结构简单、易加工、阵列面积大,柔性好,可以随意弯曲折叠等优点。本文介绍了阵列式柔性触觉传感器单元结构以及工作原理,设计了传感器单元的阵列方式。传感器阵列由上电极层、下电极层和中间介电层构成。每个电极层上有多个平行带状电极,且上下层电极互相垂直。上下电极在垂直交叉点形成传感器阵列单元。以导电橡胶为电极材料,分析了不同碳黑含量对导电橡胶的导电性能的影响;以聚氨酯海绵为介电层材料,分析了聚氨酯海绵材料特性,研究了不同聚氨酯海绵作为介电层时对传感器输出性能的影响;对触觉传感器阵列单元的电容频率特性进行了分析。根据文中提出的柔性触觉传感器阵列的特点,设计了信号采集与处理系统。分析了触觉信号采集的原理,提出了多点行列扫描法来提高传感器阵列信号采集速率,设计了阵列式柔性触觉传感器的信号采集硬件系统;开发了触觉传感器信号采集的软件系统,实现了触觉传感信息的采集,并对采集数据进行了滤波、插值等处理后,将数据以图形化的方式呈现于上位机软件界面中。经阵列式柔性触觉传感器性能测试实验以及人体睡姿检测实验结果表明,本文中所提出的柔性触觉传感器阵列及其信号采集系统具有良好灵敏度、准确性,多点行列扫描法提高了信号采集速度,实现了被测量物体的轮廓形态和压力分布的实时显示。实验验证该传感器具有良好的触觉感知能,可用于医疗检测和智能机器人领域。