近些年來隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,它的用途已經(jīng)發(fā)展到各行各業(yè),如何使機(jī)器人具備類似人類的智能行為已成為一大研究熱點(diǎn)。目前,許多研究人員正試圖將觸覺傳感器應(yīng)用于智能機(jī)器人系統(tǒng),這些觸覺傳感器能夠檢測(cè)物體的振動(dòng)、紋理、溫度及與物體的接觸力。與此同時(shí),對(duì)特種機(jī)器人的需求也引起了人們的注意,如消防救援機(jī)器人、地震救災(zāi)機(jī)器人、醫(yī)用微創(chuàng)機(jī)器人等,這對(duì)機(jī)器人所配置的傳感器在特殊條件下的適用性、可靠性、容錯(cuò)性提出了更新、更高的要求,因此將觸覺傳感技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域?qū)τ谌藱C(jī)協(xié)作有著重要的意義。光纖傳感技術(shù)具有抗電磁干擾、耐腐蝕、質(zhì)量輕、體積小、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、電力電子、土木工程、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,在替代傳統(tǒng)電子傳感器方面具有巨大的潛力,因此近些年來關(guān)于光纖傳感的研究發(fā)展迅速,其中又以光纖光柵傳感技術(shù)最為受到廣大學(xué)者關(guān)注。本文旨在研究基于FBG方法的可用于機(jī)器人對(duì)物體形狀感知的準(zhǔn)分布式形狀傳感技術(shù)。首先分析了國內(nèi)外光纖形狀傳感方法及研究現(xiàn)狀;研究了光纖光柵的傳感原理及常用的解調(diào)技術(shù);結(jié)合機(jī)器人對(duì)外界物體形狀感知的需求,提出了兩種不同結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分布式FBG形狀感知方法:FBG植入傳感... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳感帶的3D成像

基于FBG的準(zhǔn)分布式形狀傳感技術(shù)研究10變的條件下，把光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)窺鏡的手術(shù)鉗道相結(jié)合，通過FBG傳感器獲取內(nèi)窺鏡上多個(gè)離散點(diǎn)空間曲率變化，然后將離散曲率與形狀重建算法相結(jié)合計(jì)算出內(nèi)窺鏡的形狀。同時(shí)構(gòu)建了智能內(nèi)窺鏡實(shí)時(shí)形狀感知系統(tǒng)，給出了數(shù)據(jù)處理方法和動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果[26]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-2所示。加利福尼亞大學(xué)的Derkevorkian等人研究了檢測(cè)物體形變的傳感技術(shù)，2013年提出了一種用于柔性航空航天結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制的新方法，該方法實(shí)現(xiàn)了使用光纖傳感器從目標(biāo)結(jié)構(gòu)獲得應(yīng)變測(cè)量并估計(jì)相應(yīng)的位移場(chǎng)；通過實(shí)驗(yàn)性鋁翼掠過板模型結(jié)合所提出的算法針對(duì)三種不同的加載情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。證明了所使用的光纖應(yīng)變傳感方法應(yīng)用于監(jiān)視超輕型飛行機(jī)翼或下一代商用飛機(jī)的可行性[27]。2017年哈爾濱工業(yè)大學(xué)的傅程搭建了布里淵時(shí)域分析系統(tǒng)，使用波長(zhǎng)為1550nm左右的光纖激光器設(shè)計(jì)并制作了一種二維光纖形狀傳感器，將光源發(fā)出的光經(jīng)光纖耦合器分為兩路，一路作為泵浦光，一路作為探測(cè)光與上路的泵浦光相互作用。根據(jù)受激布里淵放大機(jī)制對(duì)制作的形狀傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了布里淵頻移變化量與曲率正比例關(guān)系，得到了不同彎曲方向的應(yīng)變系數(shù)，證明了二維形狀傳感器的溫度不靈敏特性，完成了二維形狀傳感的數(shù)據(jù)采集、形狀還原[28]。其設(shè)計(jì)的光路如圖1-3（a）所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-3(b)所示：圖1-2在腸道標(biāo)本中的內(nèi)窺鏡形狀感知結(jié)果

第1章緒論11圖1-3（a）布里淵時(shí)域分析系統(tǒng)裝置圖[31]圖1-3(b)二維形狀還原與實(shí)際形狀對(duì)比[31]近些年來，學(xué)者們對(duì)多芯光纖中布里淵散射頻移的研究進(jìn)展為光纖形狀傳感引入了

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FBG的機(jī)器人柔性觸覺傳感器[J]. 許會(huì)超,苗新剛,汪蘇.  機(jī)器人. 2018(05)
[2]仿生柔性觸角形狀感知光纖傳感方法研究[J]. 趙利明,董明利,李紅,孫廣開,祝連慶.  激光與紅外. 2018(04)
[3]中國光纖傳感40年[J]. 廖延彪,苑立波,田芊.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]新型光纖光柵溫度自補(bǔ)償方法理論分析（英文）[J]. 李劍芝,孫寶臣.  強(qiáng)激光與粒子束. 2015(02)
[5]光纖光柵傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 吳晶,吳晗平,黃俊斌,顧宏?duì)N.  中國光學(xué). 2014(04)
[6]機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 譚民,王碩.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(07)
[7]光纖布拉格光柵傳感復(fù)用模式發(fā)展方向[J]. 祁耀斌,吳敢鋒,王漢熙.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(08)
[8]溫度應(yīng)變雙參量同時(shí)測(cè)量的光纖傳感技術(shù)研究[J]. 倪曉紅,桂菲菲,王玉田,吳春輝.  激光與紅外. 2011(07)
[9]光纖光柵傳感器的波長(zhǎng)解調(diào)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姚遠(yuǎn),易本順,肖進(jìn)勝.  光通信技術(shù). 2007(11)
[10]光纖光柵傳感器交叉敏感問題研究[J]. 張博,嚴(yán)高師,鄧義君.  應(yīng)用光學(xué). 2007(05)

博士論文
[1]空分復(fù)用分布式光纖傳感技術(shù)研究[D]. 趙志勇.華中科技大學(xué) 2017
[2]基于光纖光柵傳感的智能內(nèi)窺鏡形狀感知系統(tǒng)[D]. 張倫偉.上海大學(xué) 2005

碩士論文
[1]分布式光纖傳感器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 薛傳宗.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于光纖光柵的結(jié)構(gòu)形狀傳感技術(shù)研究[D]. 張新華.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]基于分布式光纖傳感技術(shù)的堤防滲漏監(jiān)測(cè)[D]. 崔盈.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[4]基于分布式布里淵光時(shí)域分析技術(shù)的形狀傳感研究[D]. 傅程.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]光纖光柵交叉敏感性及組網(wǎng)技術(shù)研究[D]. 劉超明.北京交通大學(xué) 2015
[6]光纖光柵傳感器干涉解調(diào)方法的研究[D]. 夏磊.北京郵電大學(xué) 2015
[7]一種新型聚合物石英壓電傳感器的設(shè)計(jì)及其力學(xué)行為研究[D]. 李少雄.北京交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3563224