随着智能机器人技术的不断发展,触觉类传感器在机器人中的应用越来越广泛。研制出可以模拟人体五官感知功能的柔性触觉传感器是实现机器人智能化的关键环节。机器人通过包覆在外表面的触觉传感器实现与周围环境的交互,获取与外界事物接触的信息,可以保障交互的安全性。为实现触觉传感器对机器人的包覆,触觉传感器必须具备柔性特性。压敏导电高分子材料作为一种新兴的功能材料,除了具备柔性特性外,还具备良好的导电性能以及压阻特性,可作为柔性力觉传感器的敏感材料。压敏导电硅橡胶属于复合型高分子功能材料,硅橡胶主要由硅氧键(Si-O)构成,是一种线型的高弹性高分子材料。作为制备柔性触觉传感器的核心敏感元件,材料的性能直接影响到传感器的性能。本课题来源于国家自然科学基金项目:《兼有接触位置与压力检测功能的柔性面电场触觉传感器》,(N0.51575111)。本文基于导电橡胶的压阻特性,设计制备了具有力检测功能的非阵列式柔性触觉传感器。首先,为了研究导电填料种类及含量对压敏导电硅橡胶的导电性能和压阻特性的影响,选取合适的聚合物基料GD414室温硫化硅橡胶和乙炔炭黑、石墨、镍粉、铜粉等多种导电填料以及其他助剂,确定压敏导电硅橡胶的制备工艺。分析了不同种类以及不同含量的导电填料填充下,压敏导电硅橡胶的导电性能及压阻特性。在此基础上,为了改善压敏导电硅橡胶的导电性和压阻特性。探究了碳系和金属系导电填料共用对压敏导电硅橡胶的导电性能和压阻特性的改性效果,发现有别于导电填料单一使用时的两相渗流现象,即二次渗透现象,并分析了二次渗透现象的意义。此外,分析了纳米材料的补强机制,并实验探究了添加不同含量的纳米材料对压敏导电硅橡胶导电性、压阻特性、重复性、滞后性和蠕变性等性能的改性效果,得出纳米材料对高分子材料力学性能的改善作用。然后,选取最佳材料组合,制备压敏导电硅橡胶样品。在此基础上,设计了具有五层结构的传感器样品,根据压阻特性数据拟合非线性压阻模型,并添加补偿函数,使传感器的输入与显示呈线性关系。最后,对制备的传感器样品进行检测误差分析和动态特性等性能分析,证明本文设计的触觉传感器的可行性。