CN207643152U - 带有微型压力感知功能的机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有微型压力感知功能的机械手，包括：机械手本体；还包括：光纤压力传感器，该光纤压力传感器包括缠绕在所述机械手本体上的光纤、设置于所述光纤一端的光源以及设置于所述光纤另一端的光电探测器。本实用新型提供的带有微型压力感知功能的机械手，由于在机械手本体的外部设置有光纤压力传感器，因此当机械手触碰到人或者其他障碍物时，光纤会受到挤压发生微弯曲，使得其内部的光强发生变化，从而引起终端的电压变化，通过监测电压变化即可判断是否存在障碍物。该光纤压力传感器可以迅速感知到极其微小的压力(g级以下的力)，灵敏度高，可以有效保障人员安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手，特别是涉及一种带有微型压力感知功能的机械手。
背景技术
随着工业4.0时代的到来，机械手的使用越来越普遍，也成为大家研发关注的热点，但当前开发的机械手，有很多没有安全保护装置。这种机械手运行过程中碰到人的时候不会停止或者向相反的方向运动，容易造成人员伤害。尽管目前有部分公司已经研发推出机器人碰到人会安全停止，但都是依靠在机械手臂上设置压力传感器，当碰到人时通过压力传感器感受到阻力，瞬间引起电流或者电压增大来判定。这种压力传感器的感知精度为500N的力，甚至更大，如果碰到人的软弱部位(例如脸部)就很危险，会造成很大伤害。
发明内容
针对上述现有技术现状，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种带有微型压力感知功能的机械手，以确保人员安全。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种带有微型压力感知功能的机械手，包括：机械手本体；还包括：光纤压力传感器，该光纤压力传感器包括缠绕在所述机械手本体上的光纤、设置于所述光纤一端的光源以及设置于所述光纤另一端的光电探测器。
在其中一个实施例中，所述机械手还包括缓冲垫，该缓冲垫包覆在所述光纤的外部。
在其中一个实施例中，所述缓冲垫为筒状结构，所述缓冲垫套设在所述机械手本体上，所述光纤埋设在所述缓冲垫的筒壁内。
在其中一个实施例中，所述缓冲垫的形状与所述机械手本体的外形相匹配，所述缓冲垫与所述机械手本体的表面紧贴。
在其中一个实施例中，所述缓冲垫采用硅胶材料制成。
在其中一个实施例中，所述光源为发光二极管。
在其中一个实施例中，所述机械手还包括监测装置，所述监测装置与所述光电探测器连接，用于显示所述光电探测器的电压信号。
本实用新型提供的带有微型压力感知功能的机械手，由于在机械手本体的外部设置有光纤压力传感器，因此当机械手触碰到人或者其他障碍物时，光纤会受到挤压发生微弯曲，使得其内部的光强发生变化，从而引起终端的电压变化，通过监测电压变化即可判断是否存在障碍物。该光纤压力传感器可以迅速感知到极其微小的压力(g级以下的力)，灵敏度高，可以有效保障人员安全。
本实用新型附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书具体实施方式部分进行说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的带有微型压力感知功能的机械手的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中的光纤压力传感器的结构示意图。
附图标记说明：10、机械手本体；20、光纤压力传感器；22、光纤；24、光源；26、光电探测器；28、监测装置；29、缓冲垫。
具体实施方式
下面参考附图并结合实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为本实用新型其中一个实施例中的带有微型压力感知功能的机械手的结构示意图，本实施例中的机械手安装在艾灸理疗设备上，其一端连接机架，另一端连接艾灸盒。该机械手包括机械手本体10和光纤压力传感器20。
如图1、2所示，光纤压力传感器20包括缠绕在所述机械手本体10上的光纤22、设置于所述光纤22一端的光源24以及设置于所述光纤22另一端的光电探测器26。光源24产生的光通过光纤22传递光纤22的另一端，通过光电探测器26将在光纤22中传递接收到的光转化为电压信号。当机械手触碰到人或者其他障碍物时，光纤22会受到挤压发生微弯曲，使得其内部的光强发生变化，从而引起终端的电压变化，通过监测电压变化即可判断是否存在障碍物。该光纤压力传感器20感知微小压力(g级)，灵敏度高。而且，光纤22内部光强的损耗和所受压力呈简单的函数关系，从而还可以通过监测光强的损耗来计算所受压力的大小。
为了保护光纤22，所述机械手还包括缓冲垫29，该缓冲垫29包覆在所述光纤22的外部。优选地，所述缓冲垫29为筒状结构，所述缓冲垫29套设在所述机械手本体10上，所述光纤22埋设在所述缓冲垫29的筒壁内。这样，实现将光纤22埋设在缓冲垫29的筒壁内，装配时，将缓冲垫29套在机械手本体10上即可完成装配，非常方便。进一步优选地，所述缓冲垫29的形状与所述机械手本体10的外形相匹配，所述缓冲垫29与所述机械手本体10的表面紧贴，这样，光纤22缠绕紧密，灵敏度更高。本实施例中，所述缓冲垫29采用硅胶材料制成，硅胶韧性、弹性都很好，不容易因外力而永久变形，而且手感会感到比较光滑。本实施例中的所述光源24为发光二极管。
在一个实施例中，所述机械手还包括监测装置28，所述监测装置28与所述光电探测器26连接，用于显示所述光电探测器26的电压信号。通过监测装置28实时显示电压，从而反馈给机械手控制装置使机械手停止或者向相反方向运动，达到保护人员安全的目的。
综上所述，本实用新型提供的带有微型压力感知功能的机械手，由于在机械手本体10的外部设置有光纤压力传感器20，因此在机械手运行过程中，当接触到障碍物或者人时，光纤压力传感器20可以迅速感知到极其微小的压力(g级以下的力都可以感知)，并反馈给机械手运动控制装置，控制装置让机械手停止或者向相反方向运动，从而又快又好地确保人员安全和机械手的运行。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种带有微型压力感知功能的机械手，包括：
机械手本体；
其特征在于，还包括：
光纤压力传感器，该光纤压力传感器包括缠绕在所述机械手本体上的光纤、设置于所述光纤一端的光源以及设置于所述光纤另一端的光电探测器。
2.根据权利要求1所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述机械手还包括缓冲垫，该缓冲垫包覆在所述光纤的外部。
3.根据权利要求2所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述缓冲垫为筒状结构，所述缓冲垫套设在所述机械手本体上，所述光纤埋设在所述缓冲垫的筒壁内。
4.根据权利要求3所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述缓冲垫的形状与所述机械手本体的外形相匹配，所述缓冲垫与所述机械手本体的表面紧贴。
5.根据权利要求2所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述缓冲垫采用硅胶材料制成。
6.根据权利要求1所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述光源为发光二极管。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的带有微型压力感知功能的机械手，其特征在于，所述机械手还包括监测装置，所述监测装置与所述光电探测器连接，用于显示所述光电探测器的电压信号。
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| CN109249416A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-22 | 重庆大学 | 夹爪为光纤布拉格光栅且可夹持力自传感的微夹钳 |
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