用于假手指尖的光纤光栅触觉力传感器研究

作者：王雅纯; 张小栋^*; 陆竹风; 刘洪成; 张腾

来源：仪器仪表学报, 2021, 42(09): 124-130.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2108102

• 光纤布拉格光栅
• 假手
• 触觉
• 传感器
• 优化

针对现有假手触觉测量常用的薄膜压力传感器精度不佳、线性度差、迟滞性高等问题,研究了一种可安装于假手指尖的光纤布拉格光栅触觉力传感器。首先,通过传感单元的微小化结构设计,可以将施加的外力转化为光纤承受的轴向力;进而,通过有限元对传感器结构参数进行优化,提高了光纤光栅对于压力的灵敏度;然后,围绕假手指尖应用的需求,制作了这种光纤布拉格光栅触觉力传感器;最后,对该传感器进行了性能标定、对比分析和应用抓取3个实验分析,实验结果表明:该传感器压力灵敏度为0.103 8 nm/N,线性度R2为0.998,重复性误差为1.32%和迟滞性误差为2.19%;与现有的薄膜压力传感器对比,该传感器的线性度和重复度都更高,迟滞性更低。

• 单位
  西安交通大学