随着物联网技术和机器人技术的快速发展,采用可穿戴传感器的人体动作识别技术在人机互动、医疗康复等领域有着广泛的应用前景。手部动作可以传达大量的交流和控制信息,在人机交互等领域人们也更习惯于使用手进行操作,因此手部运动识别成为国内外研究热点。基于摩擦起电效应的传感器具有制备简单、体积小、灵敏度高等特点,在可穿戴设备领域具有得天独厚的优势。本文对聚二甲基硅氧烷（PDMS）与聚氧化乙烯（PEO）的摩擦起电传感机制进行研究,并将其用于手部运动识别。本文的主要研究内容如下:PDMS-PEO的摩擦起电传感机制研究。通过电子云势阱模型和麦克斯韦位移电流对摩擦起电过程进行理论分析,建立摩擦起电的数学模型,研究摩擦起电传感器输出性能的影响因素。通过静电场的有限元仿真,确定聚合物摩擦起电的电荷转移规律。对比多种聚合物在摩擦起电过程中得失电子能力,选出电负性高的PDMS和电正性高的PEO作为传感器的敏感材料。对比分析优化薄膜间距和薄膜厚度,利用无纺布作为模板处理PDMS表面,增大材料的表面积和携带电荷的能力。PDMS-PEO手部运动传感器的结构设计与感知特性研究。设计环形手部运动传感器结构,将柔软亲肤的硅胶作为传感器主体,四个传感单元等距分布在硅胶圆环内部,分别用于监测手部运动中的触压和弯曲角度。通过电磁式模态激振器和数字信号采集卡等对传感器进行测试,分析不同触压和弯曲角度时的灵敏度、线性度、稳定性等参数。实验结果表明传感器在监测法向压力和弯曲角度的过程中都可以保持良好的线性度与灵敏度,在20000次重复实验后仍保持良好的稳定性,输出信号不受影响。手部运动识别的实验研究。将手部运动传感器佩戴在手指上,通过触摸测试、摩斯电码识别和抓取动作监测等验证手部运动传感器在监测手部运动上的适用性。测试结果表明,PDMS-PEO手部运动传感器不仅有着较高的灵敏度,还可以对触觉应力作用时间进行测量。通过监测手指弯曲角度,构建BP神经网络模型对10种不同的ASL手语手势进行识别,手势识别时间小于800 ms,同时识别准确率高达99.0%。总之,基于PDMS-PEO摩擦起电效应的手部运动传感器可以实现对手部运动的监测,在物联网、人机交互、手语手势识别等领域有广阔的应用前景。