觸覺是一種復(fù)合傳感，通過人體表面的溫度覺、力覺傳感器等提供的復(fù)合 信息可以識別物體的冷熱、尺寸、柔軟度、表面形狀、表面紋理等特征，為人類 感知世界提供了大量有用的信息。按照觸覺感知的特點(diǎn)，觸覺可分為滑動觸 覺、柔性觸覺和溫度觸覺�；瑒佑|覺可感知物體的表面形狀、紋理等，柔性觸 覺可感知物體的柔性或剛度，溫度觸覺可感知物體的熱學(xué)屬性。

機(jī)器人觸覺傳感器可以實(shí)現(xiàn)接觸覺、壓覺和滑覺等功能，測量手爪與被抓 握物體之間是否接觸，接觸位置以及接觸力的大小等。觸覺傳感器包括單個(gè) 敏感元構(gòu)成的傳感器和由多個(gè)敏感元組成的觸覺傳感器陣列。機(jī)器人末端操 作器與外界環(huán)境接觸時(shí)，微小的位移就能產(chǎn)生較大的接觸力，這一特點(diǎn)對于需 要消除微小位置誤差的作業(yè)是必不可少的，如精密裝配等需要進(jìn)行準(zhǔn)確控制 的場合。視覺借助光的作用完成，當(dāng)光照受限制時(shí)，僅靠觸覺也能完成一些簡 單的識別功能。更為重要的是，觸覺還能感知物體的表面特征和物理性能，如 柔軟性、硬度、彈性、粗糙度、材質(zhì)等。因此觸覺傳感器是機(jī)器人感知系統(tǒng)中Z 重要的研究課題之一。

迄今為止，在這一領(lǐng)域已有較多的文章發(fā)表和成果誕 生。用彈性機(jī)械接觸點(diǎn)和壓阻硅橡膠制成的觸覺傳感器是Z早的觸覺模型， 后來又發(fā)展了其他觸覺傳感器原理利用受壓變形的介質(zhì)引起兩端電極電容變 化的原理；利用可視彈性膜與物體接觸引起成像的原理；各種壓電材料 (PVDF 、PZT 等)受壓后引起電荷變化的原理；在有噪聲激勵(lì)的膜片上放置感 壓膜，當(dāng)物體作用于感壓膜表面時(shí)，聲阻抗發(fā)生變化的原理等。在制作工藝上 也有很大的改進(jìn)，如利用半導(dǎo)體集成工藝，采樣電路ASIC 化使外接引線大大 減少，感壓源信號直接與制作在底板上的MOSFET 相連以獲得高的輸入阻抗和較強(qiáng)的抗干擾能力。另外，各向異性的壓阻材料(如CSA 、FSR 等)使得壓 阻型觸覺傳感器的研究生機(jī)勃勃；而隨著微電子技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了高速的 觸覺采樣與控制電路，可以使觸覺圖像的采集與視頻速率同步。

觸覺傳感器的一般要求：機(jī)器人觸覺的原型是模仿人的觸覺功能，通過觸 覺傳感器與被識別物體相接觸或相互作用，來完成對物體表面特征和物理性 能的感知。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，研究者們設(shè)計(jì)了各種形式的觸覺傳感器以滿 足多種需要。L.Harman 對工業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、政府部門等做了有關(guān)觸 覺傳感器的調(diào)查，認(rèn)為機(jī)器人觸覺傳感器應(yīng)具備如下特征：

(1)傳感器有很好的順應(yīng)性，并且耐磨。

(2)空間分辨率為1～2mm, 這種分辨率接近人指的分辨率(指上皮膚敏 感分離兩點(diǎn)的距離為1mm)。

(3)每個(gè)指尖有50～200個(gè)觸覺單元(即5×10,10×20陣列單元數(shù))。

(4)觸覺單元的力靈敏度小于0.05 N, Z好能達(dá)到0.01 N 左右。

(5)輸出動態(tài)范圍Z好能達(dá)到1000:1。

(6)傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性好，無滯后。

(7)輸出信號單值，線性度良好。

(8)輸出頻響：100 Hz～1000 Hz。

在機(jī)器人領(lǐng)域使用觸覺傳感器的目的在于獲取機(jī)械手與工作空間中物體 接觸的有關(guān)信息。例如，觸覺信息可以用于物體的定位和識別以及控制機(jī)械 手加在物體上的力。觸覺傳感器的種類多種多樣，它們可以分為兩類：二值傳 感器和模擬觸覺傳感器。二值傳感器基本上是一個(gè)開關(guān)，主要用來指出物體 出現(xiàn)與否；模擬觸覺傳感器輸出的信號正比于局部力。