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文献综述

摘要：对柔性触觉敏感皮肤的研究是目前学术界研究热点之一，它主要应用于智能机器人感知外界环境的技术，并且已经成为判断是否为智能机器人的一种标准特性。本文在总结了国内外柔性触觉敏感皮肤的研究现状、存在的不足的基础上，设计了一种基于多壁碳纳米管的全柔性触觉传感器，研制出了具有可扩展性、柔性较好、分辨率高、材料易获得等特点的柔性触觉传感器。为机器人柔性触觉敏感皮肤的研发奠定了一定的基础。利用STM32单片机与测试电路通信，完成对传感器信号的采集分析，利用LabVIEW编写显示界面，将采集的传感器阵列测试数据在pc机上实施显示、储存。

关键词：柔性 触觉 电容式压力传感器 LabVIEW STM32

0、引言

1. 选题意背景及意义

触觉传感器是很重要的机器人传感器，随着智能机器人的快速发展，柔性触觉传感器由于其在仿生皮肤、人机交互和医疗检测等领域有巨大应用前景而得到了快速的发展^［1］。这类触觉传感器的工作方式包括压阻式、电容式、光学式、电磁式、压电式等。这些传感器中，压阻式和电容式触觉传感器被广泛采用^［2－3］。单维的触觉传感器只能实现法向力的测量，具有很大的局限性，因此，多维力觉柔性压力传感器是具有良好的柔韧性，可以覆盖在不规则载体表面测量多维力信息的触觉传感器，可以帮助智能机器人感知和获取外部环境信息，从而实现智能机器人与外部环境的交互作用^[4]。近年来，随着在可穿戴电子产品，生物医学检测和工业制造的重要应用^[5]，人们对触觉传感器和传感系统的发展不再只满足于触觉的实现。为了追求在多种场合及复杂环境中的应用，发展适应基底任意变形、同时能够准确检测任意复杂环境信息的新型触觉传感器件将会成为一种趋势。

作为近年来的热点，柔性触觉传感器被提出并主要开发应用于需要柔性和多维力测量的场合中，较传统刚性传感器而言，柔性传感器具有成本低、柔韧性好、应用范围广等优点。基于 ，在触觉低压强范围内具有高灵敏度和较好的可重复性^[6]。尽管在最近十几二十年里，通过大量研究学者的不断努力使触觉传感器的发展有了实质性的突破，但是触觉传感器在许多方面仍然存在很多的不足。

1. 目前传感器的材料研究种类比较少，在之后的研究过程中，可以研发新型材料作为敏感材料，研制出具有高性能、多功能、低成本和小型化等优点的触觉传感器。
2. 触觉传感器的柔韧性不够，通过之后大量的研究实验，让触觉传感器更柔顺化，更加接近人类皮肤。
3. 触觉传感器目前还不够智能。智能的传感器不但要具有一般传感器的功能，还要具备记忆、存储、分析、统计处理、自诊断、自校准、自适应等功能。

2、国内外研究现状

经过很多年的研究，触觉传感器技术已经得到很大的提升，国内外科研人员设计制造了很多种触觉传感器，按照工作原理划分，可分为：电容式触觉传感器，压阻式触觉传感器，压电式触觉传感器等，不同传感器具有不同的结构功能特点。