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复合触觉传感器和传感器阵列制造技术

技术编号:4103090 阅读:222 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开一种能同时检测压力与温度的复合触觉传感器和传感器阵列,该复合触觉传感器的金属结构的桥式弹性梁(1)、第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)、第一单模光纤(4)和第二单模光纤(5)组成复合触觉传感单元(17),第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)交叉设置在桥式弹性梁(1)的中间,第一光纤布拉格光栅(2)通过第一单模光纤(4)接第一光纤耦合器(6),第二光纤布拉格光栅(3)通过第二单模光纤(5)接第三光纤耦合器(8),第一光纤耦合器(6)、第三光纤耦合器(8)通过光纤耦合到第二光纤耦合器(7)。本发明专利技术分辨率高、重复性好、响应时间短,可以工作在潮湿、易燃、易爆和强电磁干扰等恶劣环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于虚拟现实技术和机器人
的复合触觉传感器和传 感器阵列,用于分布式测量作用于传感器或传感器阵列表面的压力和传感器表面的温度。 本专利技术特别适用于检测易燃、易爆和强电磁干扰等恶劣环境下的触觉传感信息。
技术介绍
近年来,虚拟现实技术和机器人技术的飞速发展,作为一种重要的人机接口方式, 触觉传感技术成为国内外研究的热点。在虚拟现实技术中,触觉是用户和设计人员与虚拟 环境中的物体交互、感知虚拟物体表面特性的最重要手段之一;在机器人领域,通过触觉传 感器感知接触物的形状、表面粗糙度、抖动、抓取目标物时的夹持力、滑移和表面温度等信 息。触觉主要包括力触觉和温度触觉,性能优越的触觉传感器是触觉感知技术的关键。研究人员使用力敏感膜、单晶硅、多品硅、导电橡胶和光纤等材料设计出了压阻 式、压电式、电容式、光电式、机械式、超声式、热电式和磁致弹性式等多种触觉传感器[郭 天太,秦海霞,麻程健,林亚妮.应用于虚拟现实和机器人的触觉传感技术,机床与液压, 2008,36(11) ,30-32.]。2002年3月25日,美国S · C ·舒尔茨等人在中国申请了柔性电容式触觉传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合触觉传感器,其特征在于该复合触觉传感器包括金属结构的桥式弹性梁(1)、第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)、第一单模光纤(4)、第二单模光纤(5)、第一光纤耦合器(6)、第二光纤耦合器(7)和第三光纤耦合器(8);其中,金属结构的桥式弹性梁(1)、第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)、第一单模光纤(4)和第二单模光纤(5)组成复合触觉传感单元(17),第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)交叉设置在桥式弹性梁(1)的中间,第一光纤布拉格光栅(2)通过第一单模光纤(4)接第一光纤耦合器(6),第二光纤布拉格光栅(3)通过第二单模光纤(5)接第三光纤...

【技术特征摘要】
一种复合触觉传感器,其特征在于该复合触觉传感器包括金属结构的桥式弹性梁(1)、第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)、第一单模光纤(4)、第二单模光纤(5)、第一光纤耦合器(6)、第二光纤耦合器(7)和第三光纤耦合器(8);其中,金属结构的桥式弹性梁(1)、第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)、第一单模光纤(4)和第二单模光纤(5)组成复合触觉传感单元(17),第一光纤布拉格光栅(2)、第二光纤布拉格光栅(3)交叉设置在桥式弹性梁(1)的中间,第一光纤布拉格光栅(2)通过第一单模光纤(4)接第一光纤耦合器(6),第二光纤布拉格光栅(3)通过第二单模光纤(5)接第三光纤耦合器(8),第一光纤耦合器(6)、第三光纤耦合器(8)通过光纤耦合到第二光纤耦合器(7)。2.根据权利要求1所述的复合触觉传感器,其特征在于所述的金属结构的桥式弹性 梁(1)的材料为弹性薄钢片,梁面厚度小于0.5mm,在梁的下表面横向对称轴处有一条深 0. 15mm的横向光滑细槽(9),在梁的下表面纵向对称轴处有一条深0. 3mm的纵向光滑细槽 (10)。3.根据权利要求1所述的复合触觉传感器,其特征在于所述的第一光纤布拉格光栅(2)和第二光纤布拉格光栅(3)是全同光栅,同一外界条件下,两个布拉格光栅反射的光谱 的中心波长、光栅的周期和纤芯的有效折射率完全相同,两个光纤布拉格光栅的布拉格波 长分布在1310nm或1550nm工作窗口。4.根据权利要求3所述的复合触觉传感器,其特征在于所述的第一光纤布拉格光栅 (2)用环氧树脂粘紧密贴于横向光滑细槽(9)中,粘贴好后环氧树脂内无气泡,第一光纤布 拉格光栅(2)处于微拉伸状态;...

【专利技术属性】
技术研发人员:李建清柏俊杰吴剑锋陈从颜王丰华周连杰吴剑进
申请(专利权)人:东南大学重庆科技学院
类型:发明
国别省市:84[]

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