[发明专利]用于手术器械的光纤光栅传感器

权利要求书

1.一种光纤光栅传感器，其包括：基体和多根光纤，所述基体包括基体前端、基体末端和用于连接所述基体前端与所述基体末端的基体中部，所述多根光纤的每根光纤的远端部分上都刻有光纤光栅，其特征在于：每根光纤的远端部分都分别固定到所述基体前端和所述基体末端，并且使每根光纤的远端部分上的光纤光栅都能被悬空布置。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其中，所述多根光纤为四根光纤，所述基体为管状，所述四根光纤的远端部分沿所述基体以周向间隔90°的方式均匀地布置。

3.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其中，所述基体由3D打印机一体地打印制成。

4.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其中，所述光纤光栅为光纤布拉格光栅。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光纤光栅传感器，其中，所述基体为中空弹性体，所述基体中部为环形膜片，使得所述基体末端的直径大于所述基体前端的直径并且使所述每根光纤的远端部分上的光纤光栅在所述基体末端的位置处都能被悬空布置在基体末端的内部。

6.根据权利要求5所述的光纤光栅传感器，其中，所述光纤光栅传感器能够探测出沿所述基体的轴向方向的力、与所述轴向方向垂直的截面上的二维力矩以及环境温度的变化量。

7.根据权利要求6所述的光纤光栅传感器，其中，所述中空弹性体内部还具有沿所述中空弹性体周向均匀布置的、用于消除横向力干扰的四个加强筋，以使得每根光纤的远端部分上的光纤光栅在每相邻的两个加强筋之间穿过。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的光纤光栅传感器，其中，所述基体中部为柔性铰链，并且所述每根光纤的远端部分上的光纤光栅在所述柔性铰链的位置处都能被悬空布置在所述柔性铰链的外部。

9.根据权利要求8所述的光纤光栅传感器，其中，所述光纤光栅传感器能够探测出与沿所述基体的轴向垂直的截面上的二维力以及环境温度的变化量。

10.根据权利要求1至4中的任一项所述的光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器能够安装于外科手术器械的管状末端。

11.一种感测具有管状末端的仪器的多维力或多维力矩的方法，所述方法包括：

(1)提供根据权利要求1至10中的任一项所述的光纤光栅传感器；

(2)将所述光纤光栅传感器连接到所述仪器的管状末端；

(3)在将所述光纤光栅传感器的基体前端与被测对象接触时，测量所述多根光纤的每根光纤的远端部分上的光纤光栅的中心波长漂移量；

(4)根据所测量的所述中心波长漂移量，计算所述末端的多维力或多维力矩。