【技术实现步骤摘要】
一种基于FBG光纤的机器人关节力感知系统及其优化方法
本专利技术涉及医疗器械
，具体而言，涉及一种基于FBG光纤的机器人关节力感知系统及其优化方法。
技术介绍
目前，对于大多数微创手术机器人来说，其末端控制器一般都装有FBG光学传感器作为感知系统，用于感知在手术操作过程中的受力、变形或突如其来任意施加冲击所产生的反馈力，其中，FBG光学传感器即光纤布拉格光栅传感器，是一种使用频率较高、应用范围较广的光纤传感器，这种传感器能根据环境温度以及/或者应变的变化来改变其反射的光波的波长。但现有的手术机器人的末端关节处的力感知系统因仅具备二维的力感知能力，或一些力感知系统直接集成布置在机器人外部的躯干上，导致力感知精度和可靠性较低。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有的机器人关节处的力感知系统因仅具有二维的力感知能力或力感知系统直接集成于机器人外部的躯干上，导致力感知精度和可靠性较低。为解决上述问题，本专利技术提供一种基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，包括：腕部关节，所述腕部关节用于与机器人...
【技术保护点】
1.一种基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，包括：/n腕部关节(1)，所述腕部关节(1)用于与机器人关节的末端执行器连接；/n柔性关节(2)，所述柔性关节(2)包括第一连接部(21)、多个柔性梁(22)和第二连接部(23)，多个所述柔性梁(22)环绕对称设置，且各所述柔性梁(22)的两端分别与所述第一连接部(21)和所述第二连接部(23)连接，所述第一连接部(21)与所述腕部关节(1)套接；/n固定基座(3)，所述第二连接部(23)背离所述柔性梁(22)的一端与所述固定基座(3)连接；/n多个第一FBG传感器，多个所述第一FBG传感器分别设置于多个所述柔性梁(22)上。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，包括：
腕部关节(1)，所述腕部关节(1)用于与机器人关节的末端执行器连接；
柔性关节(2)，所述柔性关节(2)包括第一连接部(21)、多个柔性梁(22)和第二连接部(23)，多个所述柔性梁(22)环绕对称设置，且各所述柔性梁(22)的两端分别与所述第一连接部(21)和所述第二连接部(23)连接，所述第一连接部(21)与所述腕部关节(1)套接；
固定基座(3)，所述第二连接部(23)背离所述柔性梁(22)的一端与所述固定基座(3)连接；
多个第一FBG传感器，多个所述第一FBG传感器分别设置于多个所述柔性梁(22)上。
2.根据权利要求1所述的基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，所述第一连接部(21)包括第一圆筒结构(211)、支撑环结构(212)以及多个连接筋(213)，所述支撑环结构(212)设置于所述第一圆筒结构(211)朝向所述腕部关节(1)的一端内部，多个所述连接筋(213)成环形排列设置于所述第一圆筒结构(211)和所述支撑环结构(212)之间，且所述连接筋(213)与所述支撑环结构(212)连接；多个所述连接筋(213)分别与多个所述柔性梁(22)位置对应。
3.根据权利要求2所述的基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，所述连接筋(213)与所述第一圆筒结构(211)朝向所述腕部关节(1)的一端预设间距，当所述第一圆筒结构(211)与所述腕部关节(1)套接时，所述连接筋(213)与所述腕部关节(1)相抵。
4.根据权利要求2所述的基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，还包括第一固定块(4)，所述腕部关节(1)的内部设有第一容置腔(11)，所述第一固定块(4)的两端分别嵌设于所述第一容置腔(11)和所述支撑环结构(212)内。
5.根据权利要求4所述的基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，还包括第二固定块(6)和第二FBG传感器，所述固定基座(3)的内部设有第二容置腔(31)，所述第二固定块(6)嵌设于所述第二容置腔(31)内，所述第二FBG传感器的两端分别与所述第一固定块(4)和第二固定块(6)连接。
6.根据权利要求5所述的基于FBG光纤的机器人关节力感知系统，其特征在于，还包括第三固定块(7)和第四固定块(8)，所述第一固定块(4)与所述第三固定块(7)相对设置于所述第一容置腔(11)内，用于定位夹紧所述第二FB...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟东，杜志江，杜承金，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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