[发明专利]一种弯曲角度检测传感器

说明书

本发明公开了一种弯曲角度检测传感器，包括固定座、线位移传感器、调节螺栓、钢丝绳索、空心弹簧套管以及末端固定件；在固定座上设置有矩形槽，线位移传感器通过螺纹旋紧固定在固定座上，线位移传感器的拉杆从矩形槽后部的螺纹孔内伸出；调节螺栓内设有中空通孔，通过螺纹旋紧固定在固定座的矩形槽前部，在调节螺栓的旋紧端设有沉孔，在末端固定件内侧设有沉孔，空心弹簧套管的一端压在所述调节螺栓的沉孔内，另一端压在所述末端固定件的沉孔内；钢丝绳索从空心弹簧套管内穿过，一端固定在末端固定件上，另一端穿过调节螺栓的通孔，固定在线位移传感器的拉杆末端上。本发明结构轻便简单，对使用环境无要求，能够在水、油等较恶劣环境中使用。

技术领域

本发明涉及整体弯曲角度检测领域，具体涉及一种旨在能够检测弯曲结构的整体弯曲角度的检测传感器。

背景技术

机构的弯曲状态是机构的一项重要参数，其弯曲角度对系统的性能有着至关重要的影响。当机构是按照规则形状发生弯曲时，其弯曲角度较为容易获得，但是当机构没有按照规则形状弯曲，或者机构在多处位置上发生不同程度的弯曲的时候，此时系统的整体弯曲角度是难以获得的。

另外在一些复杂环境，如蛇形搜救机器人，内窥镜机器人，微创手术机器人等，系统的弯曲程度对系统的精密控制有着至关重要的影响。但是对于这些机构来说，对系统整体的监视较为困难，在系统末端布置传感器来检测又会带来机构的臃肿，尤其是对内窥镜机器人和微创手术机器人来说，其工作环境狭小，且机构末端要深入人体内部，不宜添加传感检测装置，另外还需要考虑与人体相容性等问题。

在专利号CN100509195C的发明专利中，公开了一种高精度曲率测控装置及方法，它通过三个直线位移检测机构来检测钢料曲线上的变形量，但是其检测仅能用于检测简单规则的单一弯曲状况，无法对复杂的无规则形状的弯曲状况进行检测。

在专利号CN102640232B的发明专利中，公开了一种具有弯曲传感器的电缆和检测其中电缆的弯曲状况的系统和方法，可以对工作期间发生弯曲的线缆进行测量，但是其检测结构比较笨重，而且仅适用于重型电缆的检测，限制了其应用范围。

在专利号CN106017343A的发明专利中，公开了一种带空气间隙的光纤弯曲传感器及测量方法，它通过测量光纤上间隙的光强衰减来得到机构的弯曲情况，虽然其结构较为简单，但是对检测的环境有一定的要求，而且其计算方法较为复杂。

因此，针对上述技术问题，有必要提出一种可以在输入端检测机构的整体弯曲角度的检测传感器和计算方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明针对上述不足，提供了一种弯曲角度检测传感器，它能够实时的检测弯曲结构的整体弯曲角度，并对其检测原理做以说明。

一种弯曲角度检测传感器，包括固定座、线位移传感器、调节螺栓、钢丝绳索、空心弹簧套管以及末端固定件；

在所述固定座上设置有矩形槽，在所述矩形槽前后部分别开设有螺纹孔，所述线位移传感器通过所述螺纹与所述螺纹孔配合旋紧固定在所述固定座上，所述线位移传感器的拉杆从所述矩形槽后部的螺纹孔内伸出；

所述调节螺栓内设有中空通孔，所述通孔的孔径大于所述钢丝绳索的直径；所述调节螺栓通过螺纹配合旋紧固定在所述固定座的矩形槽前部位置；

在所述调节螺栓的旋紧端设有沉孔，所述沉孔的孔径大于所述水空心弹簧套管的外径；在所述末端固定件内侧设有沉孔，所述沉孔的孔径大于所述空心弹簧套管的外径；所述空心弹簧套管的一端压在所述调节螺栓的沉孔内，另一端压在所述末端固定件的沉孔内；所述钢丝绳索从所述空心弹簧套管内穿过，一端固定在所述末端固定件上，另一端穿过所述调节螺栓的通孔，固定在所述线位移传感器的拉杆末端上。