觸覺是一種復合傳感，通過人體表面的溫度覺、力覺傳感器等提供的復合 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，觸覺可分為滑動觸 覺、柔性觸覺和溫度觸覺。滑動觸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屬性。

機器人觸覺傳感器可以實現(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 敏感元構(gòu)成的傳感器和由多個敏感元組成的觸覺傳感器陣列。機器人末端操 作器與外界環(huán)境接觸時，微小的位移就能產(chǎn)生較大的接觸力，這一特點對于需 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行準確控制 的場合。視覺借助光的作用完成，當光照受限制時，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。用彈性機械接觸點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；在有噪聲激勵的膜片上放置感 壓膜，當物體作用于感壓膜表面時，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，如利用半導體集成工藝，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。為了實現(xiàn)這一功能，研究者們設(shè)計了各種形式的觸覺傳感器以滿 足多種需要。L.Harman 對工業(yè)、研究機構(gòu)、政府部門等做了有關(guān)觸 覺傳感器的調(diào)查，認為機器人觸覺傳感器應具備如下特征：

(1)傳感器有很好的順應性，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 感分離兩點的距離為1mm)。

(3)每個指尖有50～200個觸覺單元(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好能達到0.01 N 左右。

(5)輸出動態(tài)范圍Z好能達到1000:1。

(6)傳感器的穩(wěn)定性、重復性好，無滯后。

(7)輸出信號單值，線性度良好。

(8)輸出頻響：100 Hz～1000 Hz。

在機器人領(lǐng)域使用觸覺傳感器的目的在于獲取機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。