[实用新型]一种基于光纤微弯曲效应的滑觉传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体是一种用于检测物体间是否产生相对滑动的传感器。

技术背景

机械手抓取未知物料时，需要一种传感器来判断物料是否与机械手有相对滑动，并以此为依据对机械手的抓取进行控制。常规的电子式滑觉传感器易受电磁波干扰，导致测试精度受到影响。因此，提供一种不受电磁干扰的滑觉传感器，已经成为迫切的现实需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种可在复杂电磁环境下依然能正常稳定工作的滑觉传感器。该传感器应不受电磁波的影响，采用电压、电流以外的物理量作为中间变量，从而保证所采集的数据的精度。

本实用新型提供的技术方案是：

一种基于光纤微弯曲效应的滑觉传感器，其特征在于：该传感器包括上下叠合且连接为一体的盖片、上片以及与上片厚度相同的下片，还包括分别嵌入上片和下片中的若干光纤；所述的上片和下片均包括位于中央部位的内层、位于内层的四周且通过通槽与内层分隔的外层以及将内层的四角与外层连为一体的四个C形弹性结构，每个C形弹性结构的两个端点均朝向同一方向并且分别连接外层和内层；

所述上片的上半部分中，左上角的C形弹性结构和右上角的C形弹性结构对称于竖直中轴线布置，左上角的C形弹性结构的两个端点均往左朝向外层而右上角的C形弹性结构的两个端点均往右朝向外层；前款所涉两个C形弹性结构与外层之间还从左至右开设有一条横向贯通上片的长槽用于嵌入所述的光纤；所述上片的下半部分与上半部分对称于横向中轴线布置；

所述下片的左半部分中，左上角的C形弹性结构和左下角的C形弹性结构对称于横向中轴线布置，左上角的C形弹性结构的两个端点均往上朝向外层而左下角的C形弹性结构的两个端点均往下朝向外层；前款所涉的两个C形弹性结构与外层之间还从上至下开设有一条竖向贯通下片的长槽用于嵌入所述的光纤；所述下片的右半部分与左半部分对称于竖直中轴线布置；

所述盖片的四个角通过四个螺钉与上片固接，所述上片的内层通过铆接与下片的内层固接，所述下片的四角用于与安装机架连接。

所述的长槽具有一定的弯曲度以使所嵌入的光纤无法随意轴向滑动。

所述上片或下片中，长槽的中央部位贯通上片或下片的上下两个平面，其余部位的槽深小于上片或下片的厚度以使四周的外层与内层连为一体。

所述中央部位的下侧为内层的施压端，中央部位的上侧制成往上凹进的退让壁。

所述光纤包括嵌入上片中的两根光纤和嵌入下片中的两根光纤。

本实用新型的原理：通过对光纤施加垂直于光纤轴向的力，使得光纤产生形变，导致光纤内光信号的信号强度发生变化(光纤微弯曲效应)，由此建立光信号强度与传感器表面受力的映射关系。通过对传感器表面受力的数据分析，最终得出目标物体是否与传感器表面产生相对运动，从而实现对滑觉的感知。

本实用新型的有益效果是：由于利用了光纤微弯曲效应，因而本实用新型可精确检测被测对象是否产生相对滑动以及滑动方向及大小，而且使用时完全不受电磁环境的影响，测试精度得以显著提高，可应用于各类复杂电磁环境的滑动性能测试。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的爆炸结构示意图。

图3是本实用新型中上片的主视结构示意图。

图4是本实用新型中上片的后视结构示意图。

图5是本实用新型中下片的主视结构示意图。

图6是本实用新型中下片的后视结构示意图。

图7是本实用新型中盖片的仰视结构示意图。

图8是本实用新型中上片的附视结构示意图。

图9是本实用新型的爆炸结构示意图之二(除去光纤状态)。

具体实施方式

光纤微弯曲效应是指：光纤受外力弯曲后，由于光信号在光纤内射向光纤外壁的入射角发生变化，使得部分光信号无法满足全反射要求，而产生部分折射导致信号强度损失的效应。

本实用新型利用上述原理制成。

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

附图所示的传感器由四个部分组成，依次是盖片1，上片2(即力--形变片上片)，与上片厚度相同的下片3(力--形变片下片)，分别嵌入上片和下片中的若干光纤4(优选塑料光纤)。图3、图5中可知：上片、下片均为正方形。

所述盖片通过其四角的螺钉与上片固接，其作用是将外界对传感器的力传递到上片的外层；下片的四角则通过连接螺钉用于与安装机架连接；被测物体与盖片接触，对盖片施加摩擦力。