[发明专利]一种用于机器人关节扭矩测量的温度补偿光纤光栅传感器

摘要

本发明是一种用于机器人关节扭矩测量的温度补偿光纤光栅传感器，属于光纤光栅传感技术领域。如图1所示，本发明的3个布拉格光纤光栅由FBG1、FBG2、FBG3组成，它们依次串联且特征波长分别为λ₁、λ₂和λ₃，FBG1采用双端粘贴的方法固定至轮辐A的中性轴D的+45°方向上，FBG2采用双端粘贴的方法固定至轮辐B的中性轴D的‑45°方向上，FBG3采用单端粘贴的方法固定至轮辐C的中性轴D的0°方向上。通过检测FBG1和FBG2的特征波长偏移可以得出主应力大小，且FBG3的特征波长偏移起到了温度补偿的作用，再经过主应力与扭矩的线性关系得出扭矩，以实现对机器人关节扭矩的测量。

主权项

1.一种用于机器人关节扭矩测量的温度补偿光纤光栅传感器，它是由外轮缘、3个轮幅、内轮缘以及3个布拉格光纤光栅组成，其特征在于：所述的3个轮辐由轮辐A、轮辐B和轮辐C组成，所述的3个布拉格光纤光栅由FBG1、FBG2和FBG3组成，FBG1、FBG2和FBG3依次串联且它们的特征波长分别为λ₁、λ₂和λ₃，所述的FBG1采用双端粘贴的方法固定至轮辐A的中性轴D 的+45°方向上，用于测量逆时针扭矩下的拉伸主应力与顺时针扭矩下的压缩主应力，所述的FBG2采用双端粘贴的方法固定至轮辐B的中性轴D的‑45°方向上，用于测量逆时针扭矩下的压缩主应力与顺时针扭矩下的拉伸主应力，所述的FBG3采用单端粘贴的方法固定至轮辐C的中性轴D的0°方向上用以温度补偿，所述的FBG1与FBG2在粘贴前需进行预拉伸，以实现双向应变测量功能。