机器人执行抓取任务时,力传感器和力执行器是两个重要的工作部件,利用力传感器可实现力执行器的闭环控制,提升机器人的抓取智能水平。由于具有良好的延展性和安全交互性,柔性力学传感器和力执行器随着柔性电子技术的发展逐渐兴起,已成为智能机器人领域的研究热点。然而,目前相关研究集中于单一力传感器或力执行器件的研究,关于两者一体化集成的研究工作较少。此外,力传感器和力执行器使用的原理不同,信号转换复杂、集成度较低,影响机器人的抓取效能。本工作基于电磁效应研制了一种柔性力学传感-反馈器件。首先,采用机械共混法研制了一种可拉伸磁性薄膜,其最大拉伸率为120%,磁场强度可达到36 m T。使用前述磁性薄膜,基于巨磁阻效应设计并制作了柔性压力传感器,并对其静态和动态特性进行测试,力分辨率为0.5 k Pa,响应时间约为100 ms。利用磁膜与磁铁相互排斥原理设计了力执行器件,对力执行器中电磁线圈的磁场进行原理分析及建模,得到线圈磁场强度与驱动电流的数值关系。结合所设计的柔性压力传感器和力执行器,研制一体化集成的柔性力学传感-反馈器件,对其进行了压力和力反馈闭环测试,结果表明:一体化装置集成度高,信号转换简单,在力执行的过程中可以快速实现压力的准确测量,满足在一个抓取接触点上同时实现传感和执行功能的应用需求。本研究工作有助于提升现有机器人的抓取智能水平,能为我国智能机器人产业取得源头创新提供理论与技术支撑。