1)人的皮肤的感觉

人的皮肤内分布着多种感受器，能产生多种感觉。一般认为皮肤感觉主要有4 种，即触觉、冷觉、温觉和痛觉。用不同性质的刺激仔细观察人的皮肤感觉时发现，不同感觉的感受区在皮肤表面呈互相独立的点状分布；如用纤细的毛轻触皮肤表面时，只有当某些特殊的点被触及时，才能引起触觉。

冷觉和温觉合称为温度觉。这起源于两种感觉范围不同的温度感受器，因为“冷”不能构成一种能量形式。

2)机器人的触觉

机器人的触觉实际上是人的触觉的某些模仿。它是有关机器人和对象物之间直接接触的感觉，包括的内容较多，通常指以下几种。

(1)触觉。手指与被测物是否接触，接触图形的检测。

(2)压觉。垂直于机器人和对象物接触面上的力传感器。

(3)力觉。机器人动作时各自由度的力感觉。

(4)滑觉。物体向着垂直于手指把握面的方向移动或变形。

若没有触觉，则不能完好平稳地抓住纸做的杯子，也不能握住工具。机器人的触觉主要有检测功能和识别功能。

(1)检测功能。对操作物进行物理性质检测，如表面光洁度、硬度等，其目的是如下。

①感知危险状态，实施自我保护。

②灵活地控制手爪及关节以操作对象物。(www.daowen.com)

③使操作具有适应性和顺从性。

(2)识别功能。识别对象物的形状(如识别接触到的表面形状)。

近年来，为了得到更完善、更拟人化的触觉传感器，人们进行了所谓“人工皮肤”的研究。这种“皮肤”实际上也是一种由单个触觉传感器按一定形状(如矩阵)组合在一起的阵列式触觉传感器，如图9-24 所示。其密度较大、体积较小、精度较高，特别是接触材料本身即为敏感材料，这些都是其他结构的触觉传感器很难达到的。“人工皮肤”传感器可用于表面形状和表面特性的检测。据有关资料报道，目前的“皮肤”触觉传感器的研究主要在两方面：一方面是选择更为合适的敏感材料，现有的材料主要有导电橡胶、压电材料、光纤等；另一方面是将集成电路工艺应用到传感器的设计和制造中，使传感器和处理电路一体化，得到大规模或超大规模阵列式触觉传感器。

触觉信息的处理一般分为两个阶段，第一个阶段是预处理，主要是对原始信号进行“加工”。第二阶段则是在预处理的基础上，对已经“加工”过的信号做进一步的“加工”，以得到所需形式的信号。经这两步处理后，信号就可用于机器人的控制。

压觉指的是对于手指给予被测物的力，或者加在手指上的外力的感觉。压觉用于握力控制与手的支撑力检测。基本要求是：小型轻便，响应快，阵列密度高，再现性好，可靠性高。目前，压觉传感器主要是分布型压觉传感器，即通过把分散敏感元器件阵列排列成矩阵式格子来设计成的。导电橡胶、感应高分子、应变计、光电器件和霍尔元器件常被用作敏感元器件单元。这些传感器本身相对于力的变化基本上不发生位置变化。能检测其位移量的压觉传感器具有如下优点：可以多点支撑物体；从操作的观点来看，能牢牢抓住物体。

图9-24　阵列式触觉传感器

图9-25　球形滑觉传感器

力觉传感器的作用有：感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位；控制装配、打磨、研磨抛光的质量；装配中提供信息，以产生后续的修正补偿运动来保证装配的质量和速度；防止碰撞、卡死和损坏机件。

压觉是一维力的感觉，而力觉则为多维力的感觉。因此，用于力觉的触觉传感器，为了检测多维力的成分，要把多个检测元器件立体地安装在不同位置上。用于力觉传感器的主要有应变式、压电式、电容式、光电式和电磁式等。由于应变式力觉传感器的价格便宜，可靠性好，且易于制造，所以被广泛采用。

另外，机器人要抓住属性未知的物体时，必须确定自己最适当的握力目标值，因此需检测出握力不够时所产生的物体滑动。利用这一信号，在不损坏物体的情况下，牢牢抓住物体，为此目的设计的滑动检测器，叫作滑觉传感器。如图9-25 所示为一种球形滑觉传感器。

该传感器的主要部分是一个如同棋盘一样，相间地用绝缘材料盖住的小导体球。在球表面的任意两个地方安上接触器。接触器触头接触面积小于球面上露出的导体面积。球与被握物体相接触，无论滑动方向如何，只要球一转动，传感器就会产生脉冲输出。应用适当的技术，该球的尺寸可以变得很小，减小球的尺寸和传导面积可以提高检测灵敏度。