基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置和方法

【技术实现步骤摘要】
基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种三维力测量装置和方法，具体是涉及了一种利用四叶草式光纤结阵列实现解耦的装置和方法，并展示一项该方案在机器人指尖三维力测量中的实例
。

技术介绍

[0002]力触觉感知，特别是摩擦力测量，在机器人灵巧操作中起着至关重要的作用
。
大量基于电学
、
磁学和光学原理的柔性触觉传感器已被成功用于机器人应用中
。
其中，光纤传感器具备显著优势和特点，如多模态
、
分布式传感特性，以及抗电磁干扰和耐腐蚀的能力
。
[0003]光纤结传感器为一种新型光纤传感器，其核心部件为一个由聚合物光纤打结形成的光纤结
。
光纤结中光纤与自身交错，容易因外力产生弯曲损耗，导致光透过率下降，因此光纤结传感器适合用于压力测量
。
然而，单个光纤结传感器难以测量摩擦力
。
[0004]能够同时测量法向力和切向力的传感器被称为三维力传感器
。
三维力传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置，其特征在于：包括用于组成三维力测量核心元件（
300
）的五个光纤结传感器（
101、102、103、104、105
），其中四个光纤结传感器（
101、102、103、104
）等距地分布在一个圆周上，且在圆周的圆心处设置第五个光纤结传感器（
105
）；所述的五个光纤结传感器（
101、102、103、104、105
）被封装在金属壳体中并通过滑块（
302
）隔离，其中四个光纤结传感器（
101、102、103、104
）和滑块（
302
）之间均通过各自不同的压柱（
201、202、203、204
）进行连接，第五个光纤结传感器（
105
）放置于滑块（
302
）内部，外力通过不同的压柱（
201、202、203、204、414
）传导到不同的光纤结传感器上，实现三维力解耦测量
。2.
根据权利要求1所述的一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置，其特征在于：所述的三维力测量核心元件（
300
）包括五个光纤结传感器（
101、102、103、104、105
）和金属壳体；所述的金属壳体包括用于容纳光纤结传感器的第一容器（
301
）
、
滑块（
302
）
、
盖子（
303
）和底盘（
310
），滑块（
302
）布置在第一容器（
301
）的中心且能够沿垂直于第五个光纤结传感器（
105
）所检测力的方向滑动，第一容器（
301
）内在滑块（
302
）周围四面处布置四个光纤结传感器，滑块（
302
）内部设置有中心通道，中心通道内布置有第五个光纤结传感器，滑块（
302
）底部和底盘（
310
）滚动连接，第一容器（
301
）上端封盖设有用于封盖住滑块（
302
）周围四边处的四个光纤结传感器的盖子（
303
）
。3.
根据权利要求2所述的一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置，其特征在于：所述的底盘（
310
）包括从上到下依次层叠的底盘上盖（
311
）
、
滚珠（
312
）和底盘底板（
313
），底盘上盖（
311
）上开设有多个用于滚珠（
312
）穿设过的孔槽，底盘底板（
313
）之上布置有多个滚珠（
312
），滚珠（
312
）向上穿过底盘上盖（
311
）上的孔槽后露出并和滑块（
302
）底面滚动连接
。4.
根据权利要求2所述的一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置，其特征在于：所述的三维力测量核心元件（
300
）安装在机械手指板件（
401
）中，且在机械手指板件（
401
）上端布置受力组件（
410
），受力组件（
410
）伸入到三维力测量核心元件（
300
）中和第五个光纤结传感器（
105
）连接；同时机械手指板件（
401
）侧部固定于机械手上，机械手指板件（
401
）下端套装在第二容器（
402
）中
。5.
根据权利要求4所述的一种基于四叶草式光纤结阵列的三维力解耦测量装置，其特征在于：所述的受力组件（
410
）包括从上到下依次层叠布置的橡胶垫（
411
）
、
受力板（
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余龙腾，高帅康，潘婧，王琪，张磊，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：