FBG制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
FBG柔性皮肤全向弯曲矢量与法向力传感系统及其解耦方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，具体涉及一种
FBG
柔性皮肤全向弯曲矢量与法向力传感系统及其解耦方法
。

技术介绍

[0002]在仿生皮肤的研究中，大多数采用电学类传感机理进行相关量的测量
。
一般情况下，电学类传感机理具有以下优势：首先，电学类传感器具有高灵敏度和高分辨率，电学传感器可以检测到微小
FBG
柔性皮肤全向弯曲矢量与法向力传感系统及其解耦方法的电信号变化，能够铺捉到外部刺激的微小变化，提供精确的感知数据，使得仿生皮肤能够更加准确地感知外部环境的特征和变化
。
其次，电学类传感器具有实时性和嵌入性，电学类传感器通常能够相对容易地嵌入到人工皮肤或机器人的外部结构中，使得仿生皮肤可以紧密的集合到机械部件上，能够实时地获取感知数据并快速传递给相关系统，从而实现快速响应外部刺激的能力
。
最后，电学类传感器具有多功能性且易于集成，电学传感器可以应用于多种不同类型的仿生皮肤以实现不同的感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
FBG
柔性皮肤全向弯曲矢量与法向力传感系统，其特征在于，该系统包括传感模块
、
光路模块
、
信号处理模块和控制模块；所述传感模块包括三个周向排布于待测结构周围的智能皮肤阵列单元；所述智能皮肤阵列单元包括皮肤层和设置在所述皮肤层中的测量
FBG
传感器（4）；所述测量
FBG
传感器（4）包括呈十字形错层排布在所述皮肤层中的第一
FBG
传感器（
10
）与第二
FBG
传感器（
11
）；三个所述第一
FBG
传感器（
10
）和三个所述第二
FBG
传感器（
11
）在第二
FBG
传感器（
11
）横截面上均呈正三角形分布；所述光路模块包括宽带光源（1）和第一耦合器（2）；所述宽带光源的输出端与所述第一耦合器（2）的输入端相连；所述第一耦合器（2）的输出端与所述测量
FBG
传感器（4）的输入端相连；所述信号转换模块包括第二耦合器（5）
、
解调
FBG
传感器（6）
、
光电探测器（7）和信号处理电路；所述第二耦合器（5）的输入端与所述测量
FBG
传感器（4）的输出端相连；所述第二耦合器（5）的反射端与所述光电探测器（7）的输入端相连；所述光电探测器（7）的输出端与所述信号处理电路的输入端相连；所述控制模块包括数据采集卡（8）和上位机（9）；所述数据采集卡（8）的输入端与所述信号处理电路的输出端相连，数据采集卡（8）用于采集光电探测器（7）的探测信号并传送至所述上位机（9）；所述上位机（9），用于接收来自数据采集卡（8）的探测信号，并向所述光开关矩阵（3）输出选通控制信号
。2.
根据权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述智能皮肤阵列单元，用于弯曲与法向力的解耦测量
。3.
根据权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述皮肤层由
ecoflex
材料倒模成形
。4.
根据权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述第一耦合器通过光开关矩阵与各个智能皮肤阵列单元中的第一
FBG
传感器（
10
）及第二
FBG
传感器（
11
）相连；各个智能皮肤阵列单元中的第一
FBG
传感器（
10
）及第二
FBG
传感器（
11
）一一对应地连接在光开关矩阵（3）的不同的输出端；所述上位机（9）控制所述光开关矩阵（3）打开相应的开关，使所述宽带光源发出的光经过第一耦合器（2）后，传递至相应的
FBG
传感器
。5.
根据权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述宽带光源（1）采用
ASE
宽带光源
。6.
一种如权利要求
1~5
任意一项所述的

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳芳，江颖，闫鹏，李仕昭，李红莉，夏豪杰，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：