[发明专利]一种可穿戴光纤传感袖套及其手腕扭转运动识别方法

权利要求书

1.一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于：由可穿戴的袖套以及布置在可穿戴的袖套上的复合柔性光纤传感器组成；

复合柔性光纤传感器由光纤光栅传感器和弹性绳组成，光纤光栅传感器的一端和弹性绳的一端固定连接；弹性绳的另一端以及光纤光栅传感器的光栅栅区远离弹性绳的一侧均通过胶水固定在可穿戴的袖套上，且弹性绳主体与可穿戴的袖套采用棉线缝纫的方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，复合柔性光纤传感器在可穿戴的袖套上的布置方式为：从可穿戴的袖套的手腕关节位置下方开始，以螺旋的方式在可穿戴的袖套上布置复合柔性光纤传感器中的弹性绳，同时使弹性绳与光纤光栅传感器固定连接的一端位于可穿戴的袖套的手腕关节位置上方。

3.根据权利要求2所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，弹性绳绕可穿戴的袖套布置一周半，弹性绳向上的螺旋升角为10°～16°。

4.根据权利要求1所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，光纤光栅传感器为光纤布拉格光栅传感器。

5.根据权利要求1所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，弹性绳的材质为氨纶。

6.根据权利要求1所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，光纤光栅传感器的一端和弹性绳的一端同时套在一个透明橡胶管中，并通过向透明橡胶管中注入胶水将光纤光栅传感器的一端和弹性绳的一端进行粘接。

7.根据权利要求1或6所述的一种可穿戴光纤传感袖套，其特征在于，胶水为UV光固化胶。

8.一种手腕扭转运动的识别方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将如权利要求1～7任一项所述的可穿戴光纤传感袖套穿戴在待检测的腕关节处；

(2)将可穿戴光纤传感袖套上的光纤光栅传感器与LabVIEW上位机解调处理系统连接；LabVIEW上位机解调处理系统包括光纤光栅解调仪和LabVIEW上位机软件；

(3)利用LabVIEW上位机解调处理系统中的光纤光栅解调仪将光纤光栅传感器的光信号解调出来，并将解调出的包含波长信息的数据传递给LabVIEW上位机软件进行处理；

(4)LabVIEW上位机软件采用动态标定方法解算出扭转角度标定函数，每次手腕扭转后对应的位置会有一个光纤光栅传感器的波长信息，将波长信息输入到标定函数即得出对应的关节扭转角度。

9.根据权利要求8所述的一种手腕扭转运动的识别方法，其特征在于，步骤(4)中解算出扭转角度标定函数为θ_i＝K₀λ_i+λ₀；

其中，θ_i表示第i次检测时关节扭转角度值，K₀表示灵敏度系数，λ_i表示第i次检测时光纤光栅传感器的波长值，λ₀表示光纤光栅传感器波长值的初始值。