本论文的研究是在国家高技术研究发展计划(863计划)项目和国家自然科学基金资助项目的资助下开展的。论文在分析柔性三维力触觉传感器国内外研究现状的基础上,针对目前机器人用三维力触觉传感器不能兼有柔韧性和三维力检测功能的难题,利用具有良好压阻效应的力敏导电橡胶进行了柔性三维力触觉传感器的设计。论文首先对力敏导电橡胶的体压阻效应和表面压阻效应进行了理论研究,分析了各自的特点,通过实验对两种压阻效应进行了对比。结果表明,表面压阻效应的灵敏度优于体压阻效应。对现有的三维力触觉传感器的标定方法进行了研究和分析。确定了切实可行的柔性三维力触觉传感器的标定方法。论文分析了各种三维力传感器设计方法,利用力敏导电橡胶的表面压阻效应,设计了三电阻式和四电阻式两种触觉传感器单元结构和传感器阵列结构。分别进行了两种单元结构的三维力受力分析,并建立了三维力信息提取的数学模型。对两种触觉传感器单元进行了标定。同时对两种传感器结构进行了比较,分析了各自的优缺点。实验结果证明了这两种传感器结构设计具有结构简单,实用性强等特点。可广泛应用于机器人三维力信息获取等领域之中。