[实用新型]一种基于光纤光栅的防碰撞监测装置

说明书

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体提供了一种基于光纤光栅的防碰撞监测装置，通过在不锈钢环上铺设光纤及光纤光栅传感器，当障碍物碰撞该装置时便会引起不锈钢环变形，光纤光栅传感器便可监测到该变形。以应变为监测变量，采用光纤光栅作为碰撞监测传感器，监测灵敏，信号传输快，沿程损耗小，抗电磁干扰，机器人可在碰撞瞬间接收到制动信号；多重碰撞缓冲措施如橡胶套和弹簧，可有效减小碰撞对障碍物和机器人本体造成的冲击力，成本低廉，适合大面积推广使用，且信号的传感和传输均采用光信号，而非电信号，稳定性更高，且可避免漏电对机器人主机的损害。

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅的防碰撞监测装置。

背景技术

随着计算机与机器人技术的发展，机器人在各行各业的应用越来越普遍，以机械臂为代表的工业机器人正在取代工人进行全程自动化操作。通常机器人的工作半径内不宜设置影响其工作的障碍物，但有时由于工作环境限制，机器人必须在某种狭小空间或设有障碍物的空间工作时(例如自动加油机器人)，相应的碰撞监测及保护措施显得十分必要，而现有的机器人大多强调从算法角度或前期轨迹规划方面来避免碰撞，这种避免碰撞的方法对于一些无规则移动的障碍物效果较差，另一种方法是在机器人表面布设各种传感器，如红外距离传感器、CCD工业相机等，上述传感器一方面价格较高，另一方面，由于机器人手臂运动速度较慢，有时即使传感器监测到障碍物的存在，由于机械臂避让速度小于障碍物运动速度，仍然会发生碰撞，而由于机械臂表面通常为刚性材料，碰撞对机械臂及障碍物都有较大的损伤。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中机器人被动碰撞监测与保护技术不足的问题。

为此，本实用新型提供了一种基于光纤光栅的防碰撞监测装置，包括监测单元、第一连接杆组及不锈钢环，所述监测单元包括光纤光栅传感器及光纤，所述第一连接杆组包括至少两个第一连接杆，相邻两个所述第一连接杆之间通过不锈钢环固定连接，所述光纤固设在所述不锈钢环外表面，所述光纤与所述光纤光栅传感器连接。

优选地，所述装置还包括碳纤维防护环、弹簧、第二连接杆组及底座，所述第二连接杆组包括至少两个第二连接杆，所述第二连接杆组与所述第一连接杆组一一对应，所述第一连接杆一端与所述碳纤维防护环内壁连接，另一端与所述弹簧一端连接，所述第一连接杆中间与所述不锈钢环固定连接，所述弹簧另一端与所述第二连接杆一端连接，所述第二连接杆另一端与所述底座连接。

优选地，所述碳纤维防护环外表面套设有橡胶套。

优选地，所述底座内表面粘接有橡胶垫片。

优选地，所述光纤与所述不锈钢环外表面之间通过环氧树脂粘接。

优选地，所述第一连接杆中间位置通过第一夹片及第二夹片夹紧连接，所述第一夹片及所述第二夹片另一端均与所述不锈钢环紧固连接。

优选地，所述光纤光栅传感器至少两个，多个所述光纤光栅传感器分别一一对应靠近所述第一连接杆。

优选地，所述不锈钢环包括多个，各所述不锈钢环上均粘接有光纤，所述不锈钢环两端设有凸起和凹槽，相邻两个所述不锈钢环之间通过凸起和凹槽插入配合。

优选地，各所述不锈钢环外套设有橡胶套。

优选地，相邻两个所述不锈钢环之间的光纤的长度大于该相邻两个所述光锈钢环之间的距离。