[发明专利]基于光纤传感的机器人仿生皮肤及其定位方法和应用

权利要求书

1.一种基于光纤传感技术的仿生皮肤，其特征在于，包括：光纤皮肤带(2)和光纤解调设备(3)，所述光纤皮肤带(2)的一端与光纤解调设备(3)连接，所述光纤皮肤带(2)包括一根单模光纤和一根多模光纤，并排设置的单模光纤和多模光纤通过柔性材料进行扁平化封装；所述光纤解调设备(3)包括布里渊解调仪和拉曼解调仪，布里渊解调仪用于力的分布式测量，拉曼解调仪用于温度的分布式测量，且单模光纤与布里渊解调仪连接，多模光纤与拉曼解调仪连接。

2.一种应用仿生皮肤感知功能的机器人，采用权利要求1所述的仿生皮肤，其特征在于：包括机器人本体(1)和仿生皮肤，所述仿生皮肤中的光纤皮肤带(2)粘贴布设在机器人本体(1)的外表面上，光纤解调设备(3)安装于及其本体(1)上。

3.如权利要2所述的一种具有仿生皮肤感知功能的机器人，其特征在于：所述光纤皮肤带(2)以S型等间距铺设。

4.一种仿生皮肤的感知定位方法，采用如权利要求2所述的应用仿生皮肤感知功能的机器人，其特征在于：该机器人的感知定位方法包括以下步骤：

受力区域P的定位方法为：

S1：通过变化量曲线确定突变区域，光纤解调设备3测量的初始状态得到应变曲线S0，之后实时测量应变曲线St，将St与S0做差，得到相对应变变化量曲线St-0，若St-0曲线上出现一处突变区域，则该区域就对应受力区域P；

S2：控制器从布里渊解调仪读取力的数据后再进行坐标的定位，当局部区域受到作用力下，在St-0曲线上可以观测出该受力区域P至光纤解调设备(3)输入端的距离，控制器可以计算出该受力区域P的坐标；

局部的温度突变区域也由以上相同的计算步骤来定位。

5.如权利要求4所述的一种仿生皮肤的感知定位方法，其特征在于：所述受力区域或局部温度变化区域P的定位坐标为：

xp＝round((LP-L1)/(L2+L3))

yp＝L2-(LP-L1-(L2+L3)×xp)

其中：xp为受力区域或局部温度变化区域对应x轴上的数值、yp为受力区域或局部温度变化区域对应y轴上的数值、LP为受力区域或局部温度变化区域至光纤解调设备(3)输入端的距离、L1为光纤解调设备到光纤皮肤带(2)起始粘贴位置之间的距离、L2为光纤皮肤带(2)粘贴区的纵向距离、L3为光纤皮肤带(2)弯曲部相邻光纤皮肤带(2)之间的距离。