触觉感知是生物体感应外界信息变化的重要功能。同样的,机器人也需要触觉传感功能去精准地检测识别到接触目标的尺寸、应力、温度、材质、形状等信息。随着智能机器人的飞速发展,所需的触觉传感器种类和数量逐渐增多,会带来电磁干扰、集成复杂、信号噪声等一系列的问题。光纤Bragg光栅触觉传感器凭借其具有的体积小、灵敏度高、成本低、生物兼容性好、不受静电和电磁噪音影响等优点,被广泛运用于触觉传感领域。本文基于光纤Bragg光栅(FBG)的新型触觉传感器展开研究。首先,针对医生在微创手术中缺乏手术器械与人体组织之间接触力觉信息的问题,提出了一种FBG新型触觉传感器的结构,该新型结构上的第一个创新是在穿刺针柱靠近针尖的部位固定了一个轮辐式十字梁结构,并对传统弹性梁两端作了双圆弧切削处理;第二个结构上的创新是在穿刺针柱表面上挖有凹槽结构;通过受力模拟对比分析,改进后的新型结构在受力强度上有所提高。将扭矩力传感元件FBG1粘贴在新型弹性梁的上表面用来校准扭矩力的应变,轴向力传感元件FBG3粘贴在凹槽内用来校准轴向力应变。其次,针对力触觉传感实验中温度会对FBG的反射中心波长造成影响的问题,提出了采用参考光纤法来进行温度补偿。参考元件FBG2粘贴在新型弹性梁的下表面,只粘贴其敏感栅区的一个端点,这样FBG2只感受温度的变化不受应力的影响。将力传感元件与参考元件的反射中心波长做差值处理,可以降低温度的干扰,提高FBG新型触觉传感器的力触觉传感性能。最后,对FBG新型触觉传感器的扭矩力、轴向力、温度传感性能进行了研究。对采用参考光纤法后的实验数据进行了分析,其扭矩力分辨率为0.8mN.m,灵敏度为22.8pm/mN·m;轴向力分辨率为0.03N,灵敏度为0.089nm/N。通过对力触觉传感性能数据的分析与其它类似研究报道的性能数据进行对比,说明了本文研究设计的FBG新型触觉传感器具有良好的力触觉传感性能,可以使医生在微创手术中增强对微小力应变的感知能力,不仅可以感知穿刺手术中的轴向力应变,还可以感知微小扭矩力的应变,提高手术的安全可靠性。