光纤双FP复合传感监测设备

    公开(公告)号:CN117686009A

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202410157989.0

    申请日:2024-02-04

    摘要: 本发明提出了一种光纤双FP复合传感监测设备,属于光纤复合传感检测技术领域;其中,光环行器模块包括三个单向连通的端口;光路模块的输出端与光环行器模块的第一端口光路连接,用于产生宽带光信号;光纤双FP复合传感器与光环行器模块的第二端口光路连接,用于接收宽带光信号并将反射光信号送回光环行器模块的第二端口;光谱仪模块与光环行器模块的第三端口光路连接,用于接收反射光信号,进行光谱采集并输出光谱信息;信号处理模块分别与光路模块和光谱仪模块信号连接,用于向光路模块提供供电电压,或者对光谱仪模块输出的光谱信息进行腔长信息解调;触摸显示模块与信号处理模块通信连接,用于显示输出腔长解调信息或者触摸输入。

    一种多维力传感反馈微创操作器及多维力信息检测方法

    公开(公告)号:CN117330231B

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202311626187.1

    申请日:2023-11-30

    IPC分类号: G01L5/16 G01L1/24 A61B17/00

    摘要: 本发明提出了一种多维力传感反馈微创操作器及多维力信息检测方法,包括一体式结构的第一弹性体、第二弹性体、第三弹性体和操作端,以及光纤光栅,第一弹性体和第三弹性体均开设有阶梯孔;第二弹性体为空心圆柱体并至少设置有六个,六个第二弹性体以Stewart平台中伸缩结构的形态进行设置,且第一弹性体和第三弹性体对应第二弹性体的端部开设有卡槽,卡槽与阶梯孔贯通;光纤光栅贯穿第一弹性体和第三弹性体及第二弹性体,光纤光栅穿过卡槽的部分通过紧固件固定;操作端设置在第三弹性体远离第二弹性体的一端上。本发明的微创操作器,具有良好的力传导性能,如此可以提高光纤光栅对于力信息的检测反馈精度,且检修维护便利。

    含空腔的螺栓预紧力和温度复合感知光纤传感器及方法

    公开(公告)号:CN117629291A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311592756.5

    申请日:2023-11-27

    IPC分类号: G01D21/02 G01D5/353

    摘要: 本发明公开了一种含空腔的螺栓预紧力和温度复合感知光纤传感器及方法,包括螺栓、胶水和光纤光栅,螺栓内部设有空腔、纵向孔和横向通孔,两个横向通孔布置于空腔两侧,纵向孔沿螺栓长度方向依次穿过横向通孔和内部空腔,纵向孔用来铺设光纤,光纤光栅其中一半栅区悬空布置在空腔处,另一半栅区表面附着有金属镀层后通过胶水粘贴在纵向孔中,由于空腔处和纵向孔处螺栓截面积不同,在螺栓受到轴向拉伸时两段栅区会有不同的轴向应变;同时经金属镀层后不会出现啁啾现象,且金属镀层能改变栅区对温度的响应系数。本发明实现对螺栓温度和力信号的同时监测,并根据两部分光纤光栅对温度和力的感知系数不同,得到准确的螺栓温度和力信号。

    基于光干涉及长光栅啁啾效应的力-形自感知穿刺针

    公开(公告)号:CN114098837B

    公开(公告)日:2023-12-26

    申请号:CN202111334357.X

    申请日:2021-11-11

    IPC分类号: A61B10/02 A61B17/34

    摘要: 本发明公开了一种基于光干涉及长光栅啁啾效应的力‑形自感知穿刺针,包括针体,针体远离针尖的一端设有定位平面,针体侧壁上均匀设置有Ng个U形槽,U形槽内分别设置有第一至第Ng光纤,其中Ng≥3,每根光纤上均设置有一段啁啾光纤光栅与F‑P腔,啁啾光纤光栅设置于远离针尖一端,F‑P腔设置于靠近针尖一端,且啁啾光纤光栅与F‑P腔之间相隔一定距离。本发明实现了穿刺活检手术过程中穿刺针整体微量形态变化和尖端受力情况的精准监测。

    具有旋转式多维切削力光纤感知的智能微创操作器

    公开(公告)号:CN113967038B

    公开(公告)日:2023-10-13

    申请号:CN202111180995.0

    申请日:2021-10-11

    摘要: 本发明公开了一种具有旋转式多维切削力光纤感知的智能微创操作器,外壳内设有依次连接的旋转连接器、联轴器、驱动电机和光纤光栅多维力/力矩传感器和夹具;外壳的后端连接有尾线;外壳的前端设有通过夹具夹紧的刀具;驱动电机用于通过光纤光栅多维力/力矩传感器和夹具带动刀具旋转,进行切削手术操作;光纤光栅多维力/力矩传感器将感知到的切削力信息通过光纤传出,旋转连接器用于将旋转中的光纤中的光信号传输到静止平台;在刀具切削时传感器的弹性体变形造成光纤的应变,引起光纤光栅中心波长的漂移,从而感知所述的切削力信息。本发明提出两种特定结构分别为双层立柱式和锥形六柱式光纤光栅多维力传感器,适用于多维切削力检测。

    一种指尖三维力光纤光栅传感器及优化方法

    公开(公告)号:CN116358763A

    公开(公告)日:2023-06-30

    申请号:CN202310177786.3

    申请日:2023-02-28

    摘要: 本发明提供了一种指尖三维力光纤光栅传感器及优化方法。若干LET柔性铰链组合形成了传感器弹性体,若干光纤光栅分别对应穿置于传感器弹性体内,并在各光纤光栅的一半采用化学镀镍及电镀镍工艺处理,另一半不做处理,同时实现了温度解耦、感知被测对象力变化的功能。本发明还通过Design‑expert软件处理数据,建立指尖三维力光纤光栅传感器弹性体的响应面模型,并以传感器的灵敏度、灵敏度各向同性、量程、固有频率作为优化目标,基于多目标优化算法NSGAII对弹性体进行尺寸的优化。本发明结构简单,易于加工,可实现高精度感知外界力变化,为机器人精密复杂的作业内容提供了一种方案。

    面向手术夹钳的六维力传感器和非线性解耦与容错方法

    公开(公告)号:CN116026514B

    公开(公告)日:2023-06-30

    申请号:CN202310315592.5

    申请日:2023-03-29

    IPC分类号: G01L5/16 G01L1/24 G06N20/00

    摘要: 本发明提供了一种面向手术夹钳的六维力传感器和非线性解耦与容错方法,包括具有贯通腔体的弹性形变模块,弹性形变模块轴向延伸的两端部分别间隔的设置有若干第一窗口和第二窗口;若干第一柔性连接部和第二柔性连接部分别对应的嵌设在各第一窗口和各第二窗口处,且各第二柔性连接部与各第一柔性连接部交错设置;至少三对光纤光栅的两端分别穿置在相邻的第一柔性连接部与第二柔性连接部上;光纤光栅处于张紧悬垂状态。通过接收外力或者力矩,使光纤光栅的中心波长偏移,并通过海鸥算法优化极限学习机的非线性解耦与容错算法,消除了六维力传感器的非线性串扰问题,修正了光纤光栅断裂下的故障响应,还改善了极限学习机对初始权重和偏置敏感问题。

    基于C形梁的层积式光纤光栅六维力-力矩传感器

    公开(公告)号:CN113607313B

    公开(公告)日:2023-04-11

    申请号:CN202110776786.6

    申请日:2021-07-09

    IPC分类号: G01L1/24 G01L5/166

    摘要: 本发明公开了一种基于C形梁的层积式光纤光栅六维力‑力矩传感器,该传感器包括连接的固定环、连接环、受力环、斜置C形梁、平置C形梁以及设置在装置内的第一至第八光纤,第一至第八光纤设置有第一至第八光纤光栅;当该装置接触被测对象时,该装置受力使斜置C形梁以及平置C形梁发生形变,同时第一至第八光纤发生形变,进而使第一至第八光纤光栅的中心波长发生漂移,从而得到六维力参数。

    一种人体有创压力温度多参量实时光纤检测方法与系统

    公开(公告)号:CN113143231A

    公开(公告)日:2021-07-23

    申请号:CN202110420173.9

    申请日:2021-04-19

    IPC分类号: A61B5/0215 A61B5/03 A61B5/00

    摘要: 本发明公开了一种人体有创压力温度多参量实时光纤检测方法及系统,微泡光纤F‑P压力传感器,用于检测人体血液或颅内的压力;解调仪,与所述微泡光纤F‑P压力传感器连接,用于接收微泡光纤F‑P压力传感器输出的光信号,并对其进行解调转化为电信号;上位机,与所述解调仪连接,用于接收解调仪输出的电信号,显示人体血液或颅内的压力情况;其中,微泡光纤F‑P压力传感器包括相互连接的单模光纤和多模光纤,所述单模光纤通过光纤跳线与所述解调仪连接,且设置有光纤光栅FBG;所述多模光纤一端与单模光纤连接,另一端设置有微泡F‑P腔;由单模光纤和多模光纤构成的光纤结构固定于内管中;内管固定于外管中。该系统具有抗电磁干扰、消除温度影响和尺寸小的优点。

    一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法

    公开(公告)号:CN111150378B

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN202010060630.3

    申请日:2020-01-19

    摘要: 本发明公开了一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法,系统包括床垫、若干体征光纤光栅传感器、解调仪、上位机;体征光纤光栅传感器包括若干分布式温度光纤光栅传感器、分布式压力光纤光栅传感器以及分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器;体征光纤光栅传感器均固定设置在埋入床垫内床网与面料中间的填充物中,并保持深度在同一水平面上;体征光纤光栅传感器均与解调仪连接,并通过串口将解调仪输出信号传输给上位机,对用户在睡眠时的健康状态进行监测,包括心率、呼吸、体温等体征参数;并根据用户睡眠状态下压力场监测情况,分析睡姿、离床情况。本发明通过分布式多参数光纤光栅传感器组网实现多体征及睡眠运动状态信息的监测。