CN1067503A - 柔性光纤阵列触觉传感器 - Google Patents
柔性光纤阵列触觉传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1067503A CN1067503A CN 91103610 CN91103610A CN1067503A CN 1067503 A CN1067503 A CN 1067503A CN 91103610 CN91103610 CN 91103610 CN 91103610 A CN91103610 A CN 91103610A CN 1067503 A CN1067503 A CN 1067503A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fibre
- sensor
- flexible optical
- optical fiber
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
这种传感器属于光电技术领域,主要用于智能机
器人的抓手,起到触摸物体表面形状和纹理的作用。
它是由一层柔性光纤与一层普通光纤正交组合制成
(如图)。这种传感器主要基于光纤微弯效应和光纤
正交耦合的原理,它在工作时有不受周围环境的影
响,特别是能够抗电场和磁场的干扰。在自动化生
产、假肢技术及遥感技术等领域有广泛的用途。新发
明的这种传感器不仅薄,而且还具有柔性。它能够达
到很高的分辨力,成本也很低,因此很容易实用化。
Description
本发明属于智能机器人光电技术领域的一种传感器。
从目前的资料看,触觉传感器还没有实质性的突破,正处于新原理、新结构的探索中。近些年出现了一些商品化的触觉传感器,如:美国Lord公司的LTS100系列的触觉传感器;TS402,TS403触觉传感器,英国Bany Wright公司的Sensor flex触觉传感器等。还有一些正在处于研制阶段的触觉传感器,基本原理是靠全内反射或光电阵列等。这些传感器都具有一定的硬度,并且难以实现类似人皮肤一样薄。如何实现类似人类皮肤一样功能的传感器应用于机器人是人们攻克的一个技术难题。
触觉传感器是智能机器人的一个重要组成部分,随着自动化生产越来越高的要求,相应地要求传感器也要有类似人的手指一样的功能。不仅要求传感器有高度的灵活性,而且还要有多功能性,因为机器人的抓手在抓握物体时需要进行定向、形状、性质等判断。为了实现这些判断,就要求在抓手上应用高性能触觉传感器,实际上就是需要类似人手指皮肤一样功能的传感器。柔性光纤阵列触觉传感器就是为了实现上述目的而发明的一种新型传感器。
新发明的这种触觉传感器是基于光纤微弯效应和正交光纤偶合的原理,它是由两层并列光纤正交放置(如图1),接触物体的一层是柔性光纤,下面一层光纤具有一定的硬度,比上一层硬度要大,最下面是具有一定柔性的橡胶基座。
当物体作用在上层柔性光纤时,由于下层光纤具有一定的硬度,并且与上层正交放置,这样就使上层柔性光纤发生微弯变形(如图2)。当光从柔性光纤的两端入射在光纤中传播时,在柔性光纤的微弯处光的全反射条件被破坏,光将渗漏出来,传到下层光纤中。未受力作用之处将不发生微弯效应,没有光渗漏到下层光纤中。再通过扫描,即当光在柔性光纤层中第一根传播时,用光电器件在下层光纤两端接收一遍;当光在柔性光纤层中第二根传播时,光电器件在下层光纤的两端接收第二遍,以此类推。这样就可探测到哪一点受到压力和受压力的大小。再通过计算机处理即可获得作用物体接触面的形状。其形状的分辨力由柔性光纤直径的大小决定,柔性光纤的直径越小,分辨力就越高,识别图象的效果也越好。
这种新发明的传感器不仅实现了薄和柔的特性,而且还能够达到很高的分辨力。在黑暗,视觉被遮挡等情况还能够起到视觉很难完成的物体识别的任务。它在工作时具有不受周围环境影响和抗电磁场干扰的特性,因此这种传感器在许多领域中都有着重要的应用。
制作这种触觉传感器所用的柔性光纤是橡胶光纤,柔性非常好,下层光纤可采用有机玻璃光纤或石英玻璃等光纤。上、下两层光纤的直径可以相同也可以不同。下层光纤直径小于上层光纤直径时所产生的微弯效果要好一些。上、下两层光纤与橡胶基座用特殊胶粘在一起,使这三层形成一个牢固的整体,如图1所示,即可实现这种触觉传感器。这种传感器成本低廉,制作简单,易于实用化。
Claims (5)
1、一种用于智能机器人手指的光电技术领域的触觉传感器,包括:柔性光纤层1;传输光纤层2;橡胶基座3。其主要特征在于:柔性光纤层。
2、根据权利要求1.所述,柔性光纤层的特征在于受压将发生微弯效应。
3、根据权利要求2所述,发生微弯效应的特性在于下层传输光纤层的正交放置。
4、根据权利要求2所述,发生微弯效应的特征在于光能够渗漏到下层光纤。
5、根据权利要求3所述,正交放置的传输光纤层的特征在于能够传输柔性光纤层渗漏的光。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 91103610 CN1028906C (zh) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 柔性光纤阵列触觉传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 91103610 CN1028906C (zh) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 柔性光纤阵列触觉传感器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1067503A true CN1067503A (zh) | 1992-12-30 |
CN1028906C CN1028906C (zh) | 1995-06-14 |
Family
ID=4906168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 91103610 Expired - Fee Related CN1028906C (zh) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 柔性光纤阵列触觉传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1028906C (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101512311B (zh) * | 2006-08-31 | 2010-12-01 | 韩国标准科学研究院 | 用于曲面的触觉传感器及其制备方法 |
CN101982744A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-02 | 东南大学 | 复合触觉传感器和传感器阵列 |
CN103968980A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 山东大学 | 新型的光纤触觉阵列传感器及制作方法 |
CN106404242A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-15 | 浙江理工大学 | 一种基于光线微弯曲效应的滑觉传感器 |
CN108871638A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-11-23 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种材料残余应力的光纤测量装置及监测方法 |
CN109932111A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-06-25 | 天津大学 | 光纤分布式空间三维力触觉感知方法 |
CN112092018A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 浙江大学 | 一种触觉传感器、机械手 |
CN112212898A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-12 | 山东科技大学 | 一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤 |
CN112683429A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-20 | 重庆交通大学 | 一种光纤光栅仿生电子皮肤 |
-
1991
- 1991-06-05 CN CN 91103610 patent/CN1028906C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101512311B (zh) * | 2006-08-31 | 2010-12-01 | 韩国标准科学研究院 | 用于曲面的触觉传感器及其制备方法 |
CN101982744A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-02 | 东南大学 | 复合触觉传感器和传感器阵列 |
CN101982744B (zh) * | 2010-09-21 | 2012-11-14 | 东南大学 | 复合触觉传感器和传感器阵列 |
CN103968980A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 山东大学 | 新型的光纤触觉阵列传感器及制作方法 |
CN103968980B (zh) * | 2014-05-20 | 2016-02-03 | 山东大学 | 新型的光纤触觉阵列传感器及制作方法 |
CN106404242B (zh) * | 2016-10-13 | 2022-01-14 | 浙江理工大学 | 一种基于光纤微弯曲效应的滑觉传感器 |
CN106404242A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-15 | 浙江理工大学 | 一种基于光线微弯曲效应的滑觉传感器 |
CN108871638A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-11-23 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种材料残余应力的光纤测量装置及监测方法 |
CN108871638B (zh) * | 2018-04-25 | 2020-04-28 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种材料残余应力的光纤测量装置及监测方法 |
CN109932111A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-06-25 | 天津大学 | 光纤分布式空间三维力触觉感知方法 |
CN112212898A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-12 | 山东科技大学 | 一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤 |
CN112212898B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-05-27 | 山东科技大学 | 一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤 |
CN112092018A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 浙江大学 | 一种触觉传感器、机械手 |
CN112683429A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-20 | 重庆交通大学 | 一种光纤光栅仿生电子皮肤 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1028906C (zh) | 1995-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5923318A (en) | Finger manipulatable 6 degree-of-freedom input device | |
CN105183241B (zh) | 基于压力传感的触摸屏、显示装置及实现压力传感的方法 | |
CN1028906C (zh) | 柔性光纤阵列触觉传感器 | |
CN108122501A (zh) | 嵌入有光学图像传感器的平板显示器 | |
Huang et al. | Machine learning-based multi-modal information perception for soft robotic hands | |
US20060028442A1 (en) | Cursor control device | |
CN110069967A (zh) | 电子装置及其取像模组 | |
CN105528105A (zh) | 触控装置 | |
US20210003388A1 (en) | Waveguide and sensor based on same | |
MXPA02003824A (es) | Dispositivo flexible de microdoblez de fibra optica, sensores y metodos de uso. | |
EP1589360A3 (en) | Curved ridge optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide | |
US6940062B2 (en) | Optical fiber curvature sensor for measuring body motion and its adhesive method | |
CN1360274A (zh) | 光学式鼠标 | |
WO1990012412A1 (en) | Optical attenuator movement detection system | |
CN112092018B (zh) | 一种触觉传感器、机械手 | |
CN107357471A (zh) | 感测装置 | |
CN108664854A (zh) | 指纹成像模组和电子设备 | |
CN112683429A (zh) | 一种光纤光栅仿生电子皮肤 | |
CN103134586B (zh) | 具有透镜的光感测装置 | |
TW200937262A (en) | Optical operating apparatus and judging method of operation | |
EP0352291A1 (en) | Motion sensor | |
CN207182344U (zh) | 指纹识别组件和电子装置 | |
CN108549504A (zh) | 触控感应基板及触控装置 | |
US9207810B1 (en) | Fiber-optic touch sensor | |
Zhu et al. | Machine-learning-assisted soft fiber optic glove system for sign language recognition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |