基于光纤光栅的机器人脚腕部力传感器

作者：侯猛; 张书文; 刘泽华; 张锦龙^*

来源：仪表技术与传感器, 2021, (12): 13-17.

• 光纤光栅
• 多维力传感
• 有限元分析
• 机器人

为实现对机器人脚腕受力状态的实时监测,设计了十字环形光纤光栅力传感器。分析了传感器的传感原理,并使用ANSYS对传感器进行了力学仿真分析,研究了传感器的应变分布特性,确定了光纤光栅在传感器上最优封装位置。搭建了实验平台,对传感器的线性度、灵敏度进行了研究,并分析了各个光栅中心波长漂移量与传感器不同部位受力的关系。实验结果表明,该传感器能准确有效地测量出其受力的大小和受力位置,灵敏度为15.9 pm/N,误差约为1.05%。该传感器可用于对机器人脚腕部受力分析,对机器人保持平衡和重心监测具有重要意义,且抗电磁干扰能力强、耐高温、耐腐蚀,能在复杂环境中使用。

• 单位
  物理与电子学院; 河南大学