目前柔性执行器的精确控制是一个相对较新的研究领域,在这方面所做的工作有限。大多数方法都使用有限元方法来控制柔性系统,并且非常重视对执行器的运动学和动力学建模,通过对气动网络的动力学建模,可以实现精确控制,但没有考虑执行器与其环境之间的相互作用,传感是比计算运动学和动力学更有效的控制柔性机器人运动的方法。为了反馈柔性执行器运动,本文提出一种多功能的双螺旋电容式柔性传感器,能够实现对拉伸、弯曲和扭转三种应变的监测,相比于普通平行极板电容器,电极板面积利用率提高一倍。总结当下制作柔性传感器常用材料,通过性能对比的方法,选择基体材料、导电材料和金属电极板。根据电容检测机械变形的方式,设计三种传感器方案,并优选出性能优异的传感器。依据选择的材料和设计的方案分别做导电材料基本电学测试和基材力学测试,通过试验结果确定电极材料的碳纳米管质量分数,同时得知硅橡胶材料的特定系数。从数学建模、参数优化以及仿真分析三个方面提出双螺旋电容式柔性传感器优化设计流程。基于麦克斯韦理论,依据柔性传感器的工作原理,分别对传感器三种工况的应变形式与电容信号之间的关系进行详细分析,建立应变与电容值的数学模型。使用数学运算工具绘制出参数和电容值之间的关系图,在此基础上,以满足灵敏度要求为校核指标,以初始电容值最大为优化目标,优选出柔性传感器各项参数,设计满足约束条件的传感器结构。运用有限元分析方法,对传感器模型进行边缘效应分析和应力应变关系分析,绘制电势分布、应力分布、应变形式以及电容值变化曲线图,验证数学模型的正确性。研制双螺旋电容式柔性传感器原理样机并展开性能测试试验。根据所提传感器构型特点,研究传感器制备工艺流程,研制基于双螺旋构型的电容式柔性传感器,对传感器的灵敏度、重复性和迟滞性等性能进行测试,通过试验结果验证传感器原理可行以及本文理论分析正确。