觸覺(jué)感知是生物體感應(yīng)外界信息變化的重要功能。同樣的,機(jī)器人也需要觸覺(jué)傳感功能去精準(zhǔn)地檢測(cè)識(shí)別到接觸目標(biāo)的尺寸、應(yīng)力、溫度、材質(zhì)、形狀等信息。隨著智能機(jī)器人的飛速發(fā)展,所需的觸覺(jué)傳感器種類(lèi)和數(shù)量逐漸增多,會(huì)帶來(lái)電磁干擾、集成復(fù)雜、信號(hào)噪聲等一系列的問(wèn)題。光纖Bragg光柵觸覺(jué)傳感器憑借其具有的體積小、靈敏度高、成本低、生物兼容性好、不受靜電和電磁噪音影響等優(yōu)點(diǎn),被廣泛運(yùn)用于觸覺(jué)傳感領(lǐng)域。本文基于光纖Bragg光柵（FBG）的新型觸覺(jué)傳感器展開(kāi)研究。首先,針對(duì)醫(yī)生在微創(chuàng)手術(shù)中缺乏手術(shù)器械與人體組織之間接觸力覺(jué)信息的問(wèn)題,提出了一種FBG新型觸覺(jué)傳感器的結(jié)構(gòu),該新型結(jié)構(gòu)上的第一個(gè)創(chuàng)新是在穿刺針柱靠近針尖的部位固定了一個(gè)輪輻式十字梁結(jié)構(gòu),并對(duì)傳統(tǒng)彈性梁兩端作了雙圓弧切削處理;第二個(gè)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新是在穿刺針柱表面上挖有凹槽結(jié)構(gòu);通過(guò)受力模擬對(duì)比分析,改進(jìn)后的新型結(jié)構(gòu)在受力強(qiáng)度上有所提高。將扭矩力傳感元件FBG1粘貼在新型彈性梁的上表面用來(lái)校準(zhǔn)扭矩力的應(yīng)變,軸向力傳感元件FBG3粘貼在凹槽內(nèi)用來(lái)校準(zhǔn)軸向力應(yīng)變。其次,針對(duì)力觸覺(jué)傳感實(shí)驗(yàn)中溫度會(huì)對(duì)FBG的反射中心波長(zhǎng)造成影響的問(wèn)題,提出了采用參考光纖法... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 觸覺(jué)傳感器的研究背景
    1.2 觸覺(jué)傳感器的分類(lèi)
        1.2.1 壓阻式觸覺(jué)傳感器
        1.2.2 壓電式觸覺(jué)傳感器
        1.2.3 電容式觸覺(jué)傳感器
        1.2.4 光學(xué)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器
    1.3 FBG觸覺(jué)傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 FBG觸覺(jué)傳感器國(guó)外的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 FBG觸覺(jué)傳感器國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.4 FBG觸覺(jué)傳感器的運(yùn)用
    1.5 FBG觸覺(jué)傳感器的研究意義
    1.6 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 FBG觸覺(jué)傳感器的傳感原理
    2.1 光纖光柵的定義及分類(lèi)
    2.2 FBG傳感原理
    2.3 FBG的傳感特性
    2.4 FBG的交叉敏感特性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 FBG新型觸覺(jué)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 FBG新型觸覺(jué)傳感器設(shè)計(jì)思路
        3.1.1 觸覺(jué)傳感元件的選取
        3.1.2 FBG新型觸覺(jué)傳感器的運(yùn)用背景
        3.1.3 FBG新型觸覺(jué)傳感器設(shè)計(jì)思路總結(jié)
    3.2 FBG新型觸覺(jué)傳感器整體構(gòu)型設(shè)計(jì)
    3.3 FBG新型觸覺(jué)傳感器的傳感原理
    3.4 FBG新型觸覺(jué)傳感器構(gòu)型分析
    3.5 FBG新型觸覺(jué)傳感器的受力模擬分析
    3.6 FBG的粘貼
    3.7 本章小結(jié)
第4章 FBG新型觸覺(jué)傳感器傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.1 FBG傳感實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)介紹
    4.2 FBG新型觸覺(jué)傳感器的扭矩力傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.3 FBG新型觸覺(jué)傳感器的軸向力傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.4 FBG的溫度傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 FBG新型觸覺(jué)傳感器的傳感性能研究
    5.1 傳感器的性能指標(biāo)分析
        5.1.1 線(xiàn)性度
        5.1.2 靈敏度
        5.1.3 遲滯性
        5.1.4 重復(fù)性
        5.1.5 分辨率
    5.2 FBG新型觸覺(jué)傳感器扭矩力傳感性能的分析
        5.2.1 扭矩力傳感的靈敏度
        5.2.2 扭矩力傳感的重復(fù)性
        5.2.3 扭矩力傳感的遲滯性
        5.2.4 扭矩力傳感的分辨率
    5.3 FBG新型觸覺(jué)傳感器軸向力傳感性能的分析
        5.3.1 軸向力傳感的靈敏度
        5.3.2 軸向力傳感的重復(fù)性
        5.3.3 軸向力傳感的遲滯性
        5.3.4 軸向力傳感的分辨率
    5.4 FBG新型觸覺(jué)傳感器性能與國(guó)外研究的對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
第6章 溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)和反射光譜圖分析
    6.1 溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)分析
    6.2 反射光譜圖分析
    6.3 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基片式光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞分析與試驗(yàn)[J]. 陳昊,郭陽(yáng)寬,閆光,祝連慶.  傳感器與微系統(tǒng). 2016(06)
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博士論文
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碩士論文
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[4]光纖觸覺(jué)傳感器的研究[D]. 郝華麗.大連理工大學(xué) 2012
[5]光纖Bragg光柵的制作及溫度補(bǔ)償方法的研究[D]. 郭子學(xué).大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3165705