[发明专利]光纤光栅三维力觉探针及制造方法

摘要

本发明属于光纤光栅探针设计领域，提供了一种光纤光栅三维力觉探针及制造方法，该光纤光栅三维力觉探针的光纤光栅位置设置合理，探针对力觉的测量的灵敏度和精度均极大提高。其中，多个光纤光栅融入分布在探针主体和手柄中，与探针主体和手柄成一体结构，可有效避免探针消毒过程中，因材料性能发生变化造成的粘接失效、力传递率降低等问题。另外，多个光纤光栅分布形成不同的测量单元对探针的三个维面的力觉进行测量，各个测量单元中的光纤光栅的波长漂移量形成差值输出，有效提高探针对力觉的测量的灵敏度和精度。

主权项

一种光纤光栅三维力觉探针，其特征在于，包括：手柄，其内部包括偏心通孔、空腔及顶针，所述偏心通孔的光纤引入端和光纤引出端分别与所述空腔的输出端面和所述手柄的输出端面贯通，所述顶针位于所述空腔内部并与所述空腔的输出端面贯通,所述顶针包括探针主体连接面，所述空腔和所述顶针共轴；第一光纤光栅，固定在所述顶针的内部，所述第一光纤光栅的轴线的方向与所述顶针的轴线的方向一致；第二光纤光栅，悬空在所述空腔内，用于为所述第一光纤光栅提供温度补偿；探针主体，包括：顶针连接端面和四个光纤光栅设置位，所述顶针连接端面与所述手柄连接，所述顶针连接端面匹配插入所述空腔并与所述探针主体连接面固定，所述四个光纤光栅设置位在靠近所述顶针连接端面的内壁处以预设间隔角度环绕所述探针主体的轴线布置；第三光纤光栅、第四光纤光栅、第五光纤光栅及第六光纤光栅，分别固定在所述四个光纤光栅设置位内，且所述第三光纤光栅的轴线的方向、所述第四光纤光栅的轴线的方向、所述第五光纤光栅的轴线的方向及所述第六光纤光栅的轴线的方向均与所述探针主体的轴线的方向一致；其中，所述第一光纤光栅、所述第二光纤光栅、所述第三光纤光栅、所述第四光纤光栅、所述第五光纤光栅及所述第六光纤光栅依次串接；所述第六光纤光栅的光纤通过所述偏心通孔引出所述手柄的输出端面。