[发明专利]用于软机器人和软致动器的传感器

权利要求书

1.一种软机器人设备，包括：

弹性体主体，其具有部署在主体内的一个室或多个互连的室以及加压入口，该加压入口被配置为接收用于所述室或所述多个互连的室的流体；以及

至少一个基于光纤Bragg光栅的光学传感器。

2.如权利要求1所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被配置为检测物理、化学、生物或电子信号。

3.如权利要求1所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器选自由以下传感器构成的组：倾斜光纤Bragg光栅传感器、啁啾光栅传感器和长周期Bragg光栅传感器。

4.如权利要求1所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被配置为提供关于软机器人设备的状态的信息。

5.如权利要求4所述的软机器人设备，其中，软机器人设备的状态选自由以下构成的组：在沿着软机器人设备的点处的压力、温度、位置、长度、曲率、朝向、速度、加速度、形态、应力、应变和物理状态。

6.如权利要求1所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被配置为提供关于软机器人设备的外部环境的信息。

7.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被配置为检测软机器人设备的外部环境中的温度、湿度、化学制剂或生物制剂；或者基于光栅的传感器被配置为检测软机器人的应变、力、磁场、流量、弯曲、定向弯曲、三维状态、振动、压力、温度信息。

8.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被嵌入弹性体主体中或附连到弹性体主体的外部。

9.如权利要求8所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被模制或共同模制到弹性体主体中。

10.如权利要求8所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器被缝合、胶合或卡扣到弹性体主体上，或者用钩和环固定到弹性体主体上。

11.如权利要求9所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器可从弹性体主体移除。

12.如权利要求9所述的软机器人设备，其中，基于光栅的传感器螺旋卷绕在弹性体主体或弹性体主体的一部分周围。

13.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，软机器人设备还包括沿弹性体主体的一侧部署的应变受限层；并且软机器人设备包括嵌入或附连到应变受限层的一个或多个基于光栅的传感器。

14.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，软机器人设备还包括具有不同周期的多个光谱分离的基于光栅的传感器。

15.如权利要求14所述的软机器人设备，其中，具有不同周期的所述多个光谱分离的基于光栅的传感器沿着单个光纤的长度部署在一起，或者单独部署并拼接在一起。

16.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，加压入口被配置为从外部流体源接收流体。

17.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，软机器人设备还包括沿弹性体主体的一侧部署的应变受限层，并且软机器人设备包括嵌入或附连到应变受限层的一个或多个基于光栅的传感器以及嵌入或附连到弹性体主体的一个或多个基于光栅的传感器。

18.如前述权利要求中任一项所述的软机器人设备，其中，软机器人设备还包括一个或多个附加传感器，每个附加传感器独立地选自由以下传感器构成的组：基于光栅的传感器、生物分析物传感器、声音传感器、光学传感器、放射性传感器、热传感器、应变传感器、化学传感器、生物传感器、神经传感器、压力传感器、大气压力传感器、真空传感器、高度计、电导率传感器、阻抗传感器、惯性测量单元、力感测电阻器、激光测距仪、声学测距仪、磁力计、霍尔效应传感器、磁电二极管、磁电晶体管、MEMS磁场传感器、麦克风、光电检测器、加速度计、陀螺仪传感器、流量传感器、湿度传感器、化学电阻器、挥发性有机化合物传感器、重金属传感器、pH传感器、沉降传感器、心脏消融传感器、肌电传感器、电子鼻、气体传感器、氧气传感器、氮气传感器、天然气传感器、化学武器传感器、VX气体传感器、沙林气体传感器、芥子气体传感器、爆炸物探测器、金属探测器和电流传感器。