[发明专利]一种基于光纤光栅的力/力矩传感器标定方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的力/力矩传感器标定方法，其特征在于，所述标定方法包括如下步骤：

(1)在眼科显微手术器械末端外表面沿轴向等间距布置三根光纤光栅，每根光纤光栅分布2个光栅，其中相邻光纤光栅在眼科显微手术器械末端截面上的夹角成120度；

(2)将眼科显微手术器械末端固定在三自由度平台上，设定其中一根光纤光栅朝上为X轴，与其垂直的方向为Y轴；控制三自由度平台的移动使得眼科显微手术器械末端与高精密天平接触，通过高精密天平得到眼科显微手术器械末端X轴和Y轴方向上的力，通过解调仪得到眼科显微手术器械末端发生形变时光栅波长的变化；

(3)在眼科显微手术器械末端垂直轴向方向固定一根悬臂梁，控制三自由度平台的旋转使得悬臂梁末端与高精密天平接触，通过悬臂梁末端与眼科显微手术器械末端之间的距离得到眼科显微手术器械末端力矩，通过解调仪得到眼科显微手术器械末端发生扭转时光栅波长的变化；

(4)建立眼科显微手术器械末端径向力F和轴向力矩M_z与差分后的波长变化ΔS_i的关系，i＝1,2,3,4,5,6，求出各个K值：

其中，ΔS_i为各段光栅波长的变化量Δλ_i与其变化和的平均值之差，眼科显微手术器械末端径向力F由眼科显微手术器械末端在X轴方向上的力F_x与在Y轴方向上的力F_y的合力组成，即F²＝F_x²+F_y²；

(5)通过对其不同方向进行测量，标定光纤光栅力/力矩传感器的精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的力/力矩传感器标定方法，其特征在于，眼科显微手术器械末端由0.5mm-0.7mm的镍钛合金管材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的力/力矩传感器标定方法，其特征在于，眼科显微手术器械末端长度为35mm-60mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的力/力矩传感器标定方法，其特征在于，该传感器不仅能够测量眼科显微手术器械末端径向方向上的力，也能够测量绕轴向方向的扭矩。