基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:42644434 阅读:25 留言:0更新日期:2024-09-06 01:40
本发明专利技术提供了一种基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置及方法,用于狭小空间内的力感测,通过采用小尺度光纤布拉格光栅与连续体机器人创成设计,包括有完成耳道内注射药物等工作的注射器,提供实时的连续体末端视觉信息的摄像头,以及提供实时的连续体接触力信息的光纤布拉格光栅(FBG),解决了耳道狭小空间内诊疗连续体机器人多功能集成的问题,大大缩小了连续体机器人整体尺寸,本发明专利技术通过结合光纤布拉格光栅传感器与Cosserat杆模型,解决了耳道狭小空间内对小尺度连续体机器人的力感知问题,实时提供接触力信息,包括接触力的大小和方向以及发生接触的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械感知,具体地,涉及一种基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置及方法,尤其是一种基于光纤布拉格光栅传感的狭小空间耳道连续体机器人检测方法及检测装置。


技术介绍

1、耳道是人体中空间狭小又脆弱的结构,在耳道中进行医学诊疗有一定危险性,而高度灵活且可操作性强的连续体机器人可以为医疗人员提供可靠安全的帮助,耳道连续体机器人的关键技术是力感测方法以及小尺寸创成设计,光纤布拉格光栅传感器具有体积小、高灵敏度、不受电磁干扰、生物相容性好等优势,能提供连续体的实时信息,与连续体机器人有良好的适配性,从而能应用于微创手术;

2、光纤布拉格光栅阵列通常作为传感单元刻在纤芯中,其特质是只对某一特定极窄带宽内的波长有很强的反射作用,且反射中心波长与外界应变、温度等物理量有良好的线性数学关系。当光纤受到扭转、拉伸、弯曲和温度变化时,反射光谱中心波长会发生偏移,其关键表征参数为应变和温度的变化,这样的特质使得光纤布拉格光栅具备测量狭窄空间内的形变与力的能力,在耳道微创手术中对操作人员有指导意义;

3、光纤布拉格光栅在介入式连续体机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,用于狭小空间内的力感测,包括连续体机器人(1)、光纤布拉格光栅阵列以及注射器,所述光纤布拉格光栅阵列包括多根光纤传感器(2),每根光纤传感器(2)上均设置有多组布拉格光栅;

2.根据权利要求1所述的基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,所述每个光纤传感器(2)上的多组布拉格光栅中,相邻布拉格光栅之间设置有间隔区。

3.根据权利要求2所述的基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,所述光纤布拉格光栅阵列包括三根光纤传感器(2),三根光纤传感器(2)沿所述连续体机器人...

【技术特征摘要】

1.一种基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,用于狭小空间内的力感测,包括连续体机器人(1)、光纤布拉格光栅阵列以及注射器,所述光纤布拉格光栅阵列包括多根光纤传感器(2),每根光纤传感器(2)上均设置有多组布拉格光栅;

2.根据权利要求1所述的基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,所述每个光纤传感器(2)上的多组布拉格光栅中,相邻布拉格光栅之间设置有间隔区。

3.根据权利要求2所述的基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,所述光纤布拉格光栅阵列包括三根光纤传感器(2),三根光纤传感器(2)沿所述连续体机器人(1)纵向轴线的径向等距设置,且相互之间间隔120°,每根光纤传感器(2)上均沿纵向设置有三组依次等距设置的布拉格光栅,分别为fbg-1、fbg-2、fbg-3。

4.根据权利要求1所述的基于光纤布拉格光栅传感的连续体机器人检测装置,其特征在于,还包括摄像头(5)与光源(6),所述摄像头(5)与光源(6)均设置于所述连续体机器人(1的)内孔中,且随连续体机器人(1)行进...

【专利技术属性】
技术研发人员:张天雪倪雨婷杜付鑫
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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