[实用新型]一种柔性体大变形空间位姿传感器及柔性体机器人

说明书

本实用新型涉及一种柔性体大变形空间位姿传感器及柔性体机器人，包括由柔性材质制成的载体，所述载体能够与待检测的柔性体固定连接，所述载体的外周面固定有多根沿螺旋线分布的光纤光栅，多根光纤光栅在载体同一截面上的投影沿载体的圆周均匀分布，所述载体沿轴线方向划分为多节，光纤光栅在载体的每节处均设置有栅点，本实用新型的传感器结构简单、精确高效，节省了人力物力。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种柔性体大变形空间位姿传感器及柔性体机器人。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前的柔性体机器人采用开环控制或基于PID方法进行控制，发明人发现，如果采用传统的传感器，会影响柔性体的变形和运动，如果采用基于视觉反馈的路径跟踪控制也无法检测柔性体内的变形规律，检测精度小，而且适用性差。

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。

发明人发现，光纤光栅本身测量范围小，无法直接用于检测柔性体的大变形，因此研制一种柔性体大变形空间位姿传感器至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种柔性体大变形空间位姿传感器，结构简单，反应灵敏，能够对柔性体的空间位姿进行精确高效的检测，节省了人力和物力。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种柔性体大变形空间位姿传感器，包括由柔性材质制成的载体，所述载体能够与待检测的柔性体固定连接，所述载体的外周面固定有多根沿螺旋线分布的光纤光栅，多根光纤光栅在载体同一截面上的投影沿载体的圆周均匀分布，所述载体沿轴线方向划分为多节，光纤光栅在载体的每节处均设置有栅点。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种柔性体大变形空间位姿传感器，包括由柔性材质制成的载体，所述载体能够与待检测的柔性体固定连接，所述载体的外周面多根沿第一螺旋线分布的第一光纤光栅及一根沿第二螺旋线分布的第二光纤光栅，第一螺旋线及第二螺旋线的旋向相反，多根第一光纤光栅在载体同一截面上的投影沿载体的圆周均匀分布，所述载体沿轴线方向划分为多节，第一光纤光栅和第二光纤光栅在载体的每节均设置栅点，第二光纤光栅的栅点设置在与第一光纤光栅的交叉点处，与第二光纤光栅交叉的第一光纤光栅的栅点设置在交叉点处。

第三方面，本实用新型的实施例提供了一种柔性机器人，其柔性机械臂中安装有所述的柔性体大变形空间位姿传感器。

本实用新型实施例的有益效果：

本实用新型的空间位姿传感器，结构简单，载体两端能够与待检测的柔性体两端固定连接，并随待检测的柔性体产生相应的变化，载体上的光纤光栅能够随载体弯曲、扭转等形变产生相应的变化，载体划分为多节，每节处均设置栅点，光纤光栅能够利用多个栅点得到载体每节的弯曲及扭转等形变变化，进而解算出载体形变之后的空间位姿，即待检测柔性体的空间位姿，实现了柔性体大变形的空间位姿检测，检测精确高效，节省了人力物力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型实施例1传感器整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1传感器与待检测柔性体装配示意图；

图3为本实用新型实施例1图2的爆炸示意图；