触觉传感及识别技术在智能机器人与外界环境进行信息交换中具有重要作用,随着智能机器人技术的快速发展,触觉传感及识别技术的应用受到了广泛的关注。触觉传感技术能够为智能机器人提供接触物体的几何形状、纹理、温度、柔性和刚度等方面的感知信息,结合触觉识别技术,能提高智能机器人对外界环境的感知能力与评估能力。触觉传感器作为触觉传感技术的核心硬件,需要在敏感材料特性、设计制作和模型输出特性等方面进行研究,优化其性能。现有的触觉传感器以静态力检测为主,无法很好地满足动态滑移时纹理识别的需求。因此,本文基于铁镓合金的磁致伸缩效应和压磁效应,设计了一种新型磁致伸缩触觉传感器。采用理论分析和实验研究相结合的方式,开展了触觉传感器理论模型推导、输出特性分析和纹理识别工作。为了优化触觉传感器的性能,首先利用COMSOL仿真软件对传感器敏感材料片状铁镓合金的磁场-压力场多场耦合特性进行了仿真分析。并搭建了片状铁镓合金测试平台,对片状铁镓合金的磁致伸缩效应和压磁效应进行了测试。根据仿真和测试结果,分析了影响片状铁镓合金磁致伸缩率和压磁系数的因素,得到了磁致伸缩和压磁系数达到最大时的偏置磁场为4.2k A/m。进而基于铁镓合金的逆磁致伸缩效应,模仿人的手指,设计制作了一种磁致伸缩触觉传感器。结合欧拉-伯努利梁结构力学原理和胡克定理,建立了传感器静态力测试模型,结合法拉第电磁感应定律和纹理表面滑动动态方程建立了纹理检测模型。最后制作了传感器样机,搭建了触觉传感器实验测试平台。分析了触觉传感器静态力模型输出特性,得出传感器的在0～4N范围内具有良好的线性度,灵敏度达到64m V/m,并确定传感器的最佳偏置磁场为4.2k A/m。利用3D打印的纹理模具对触觉传感器纹理检测模型输出特性行了分析,验证了模型的正确性以及纹理检测的可行性。结合提取主频率和频谱矩心的方法,对日常生活中7种不同牛仔布料纹理样本进行了纹理识别。