随着智能机器人在非结构化应用环境下的快速发展,其对触觉传感技术的需求亦与日俱增。触觉传感阵列装载在智能机器人手上,在手指滑动过程中可用于滑移、纹理识别等触觉感知,进而提高机器人的智能化水平。本学位论文结合国家自然科学基金(项目编号:51575485)和浙江省自然科学基金杰出青年项目(项目编号:R19E050011),开展了柔性触觉传感阵列的力学理论建模,并在此基础上对传感阵列的滑移检测方法和物体表面识别技术开展了研究。首先,基于梁束理论,对柔性触觉传感单元进行了力学建模,分析了单元接触面在初始滑移阶段的局部位移现象;其次,基于统计自相似分形理论重构了不同物体的表面形貌,结合建立的力学模型分析了不同材质表面对传感单元在整体滑动阶段受力情况的影响;随后开展了基于小波变换理论的滑移检测、基于相位差算法的表面纹理信息提取方法、基于神经网络算法的接触表面材质分类研究,并搭建了相应的实验平台,通过仿真分析和实验验证的方式,对所提检测方法的实用性进行了论证。第一章,对本学位论文的背景和意义进行了阐述,介绍了不同类型触觉传感器的国内外研究现状,并对其力学建模方式和触觉信息识别方法进行了详述,分析了当前研究工作中有待深入研究的问题,明确了论文的主要研究内容与整体框架结构。第二章,基于梁束理论和有限单元法,对柔性触觉传感单元在初始滑移阶段的受力过程进行了静态简化,构建了用于分析单元接触面局部位移现象的解析模型,并借助有限元软件对模型的分析结果进行了比较;基于迭代算法提出了梁单元切向力计算的修正方法,提升了模型输出结果的准确性。所建力学模型可对单元接触面任意点发生位移的时间顺序及其模长大小其进行理论分析。第三章,基于统计自相似分形理论,利用W-M函数和统计学方法对不同材质表面进行了准三维重构,结合简化的触觉传感单元的三维梁束模型,计算分析了表面材质对柔性触觉传感单元在整体滑动阶段力学行为的影响,并在时域和频域内对信号的特征进行了分析。第四章,建立了柔性触觉传感阵列的有限元模型,对传感阵列在初始滑移阶段的力学行为进行了分析,论证了基于小波变换理论的滑移检测方法的有效性;随后搭建了面向传感阵列性能测试与表面识别的综合实验平台,并进行了相关实验研究,对分解层数、小波基函数、以及敏感材料检测区域对传感阵列滑移检测的影响进行了深入探讨。第五章,开展了基于柔性触觉传感阵列检测信号的表面识别应用研究,结合理论分析与有限元仿真结果,提出了面向规则纹理表面信息提取的相位差算法,和基于神经网络算法的表面材质分类方法,并在搭建的实验平台上进行相应的实验验证,验证了上述方法的实用性。第六章,对本学位论文所开展的工作进行了总结,并对未来工作进行了展望。