JP2010054359A - Optical fiber sensor - Google Patents

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正樹 国頭
Nobuhiro Fueki
信宏 笛木
Masatoshi Kobayashi
正俊 小林
Makoto Furukawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber sensor for improving measurement precision of a stress. <P>SOLUTION: Optical fibers 38, 44, 50 includes elastic materials 56 as stress direction changing means for changing a direction of a stress. Each of the elastic materials 56 includes a flat part 58 extending along a longitudinal direction of each of the optical fibers 38, 44, 50, joint parts 64a, 64b connected to the optical fiber 38 and inclination sections 62a, 62b respectively bridged between the joint parts 64a, 64b and the flat part 58. When a shear stress F is applied to each of the optical fibers 38, 44, 50 in a direction roughly perpendicular to the longitudinal direction thereof, the flat part 58 is expanded. Accordingly, the inclination parts 62a, 62b are further inclined so as to be separated from each other. As a result, the joint parts 64a, 64b are separated from each other so that the optical fibers 38, 44, 50 also gratings 40, 46, 52 are expanded. In the expanded gratings 40, 46, 52, intervals between adjacent gratings are roughly equalized. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、特定波長の光を反射するグレーティングを配列した光ファイバを有するとともに、該光ファイバにて応力を検出する光ファイバセンサに関する。   The present invention relates to an optical fiber sensor having an optical fiber in which gratings that reflect light of a specific wavelength are arranged and detecting stress with the optical fiber.

例えば、マニピュレータにより物体を把持して所定の作業を遂行する場合、物体に過剰な把持力が付与されると、物体が損傷してしまうおそれがある。一方、物体に十分な把持力が付与されないと、物体がマニピュレータから脱落してしまうおそれがある。   For example, when a predetermined operation is performed by gripping an object with a manipulator, the object may be damaged if an excessive gripping force is applied to the object. On the other hand, if sufficient gripping force is not applied to the object, the object may fall off the manipulator.

そこで、マニピュレータ等による物体の把持状態を検知することのできるセンサを付設することが試みられている。この種のセンサとして、例えば、特許文献1、2に開示されているように、シート体の内部に埋設した光ファイバのコアに複数個のグレーティング(回折格子)を設けた、FBG(Fiber Bragg Grating)センサと呼称される光ファイバセンサを使用することが想起される。特許文献1、2に記載されるように、FBGセンサにおいては、物体から受けた応力に対応してグレーティング部分に歪みが発生したとき、該グレーティングによる反射光の波長が変化する。この現象を利用して歪みが生じたことを検出することができるとともに、物体から応力が付与されたことを検出することが可能となると考えられる。   Therefore, it has been attempted to provide a sensor that can detect the gripping state of an object by a manipulator or the like. As this type of sensor, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, an FBG (Fiber Bragg Grating) in which a plurality of gratings (diffraction gratings) are provided in an optical fiber core embedded in a sheet body is used. It is recalled to use a fiber optic sensor called sensor). As described in Patent Documents 1 and 2, in the FBG sensor, when distortion occurs in the grating portion corresponding to the stress received from the object, the wavelength of the reflected light from the grating changes. It is considered that this phenomenon can be used to detect the occurrence of distortion and to detect the application of stress from the object.

ところで、特許文献1、2に記載された光ファイバセンサでは、把持する物体の形状や光ファイバに対する接触位置等が異なる場合、グレーティング部分に対する応力の分布状態が異なり、このために正確な応力を検出することが容易ではないという不都合がある。   By the way, in the optical fiber sensors described in Patent Documents 1 and 2, when the shape of the object to be gripped, the contact position with respect to the optical fiber, and the like are different, the distribution state of the stress on the grating portion is different, and thus accurate stress is detected. There is a disadvantage that it is not easy to do.

図20は、グレーティング1に対し、光ファイバ2の延在方向に対して直交する方向から応力が付与される前後を模式的に示した状態説明図である。グレーティング1に対して応力Fが略均等となるように付与されると、隣接する格子同士の間も互いに略均等に延伸する。この場合、図21に示されるように、反射光の波長が変化するのみである。   FIG. 20 is a state explanatory view schematically showing before and after stress is applied to the grating 1 from a direction orthogonal to the extending direction of the optical fiber 2. When the stress F is applied to the grating 1 so as to be substantially equal, the adjacent lattices are also stretched substantially equally. In this case, as shown in FIG. 21, only the wavelength of the reflected light changes.

しかしながら、把持する物体の形状や把持角度等が異なる場合、グレーティング1に対して応力が不均一に作用することもある。この場合、図22に示すように、隣接する格子同士の間が不均一に延伸し、その結果、図23に示すように、格子間間隔の相違に応じて複数個の波長で反射光が出現することになる。   However, when the shape of the object to be gripped, the gripping angle, or the like is different, the stress may act on the grating 1 non-uniformly. In this case, as shown in FIG. 22, the gaps between adjacent gratings are unevenly stretched, and as a result, reflected light appears at a plurality of wavelengths according to the difference in the spacing between the gratings as shown in FIG. Will do.

この観点から、特許文献3において提案されているように、光ファイバを固定層中に挿入するとともに前記固定層を弾性シートで挟持してFBGセンサ部を形成する一方、前記FBGセンサ部の一端面に接着層を介して被測定部を密着させるとともに、他端面に緩衝層を介して押圧板を設ける構成を採用することが想起される。   From this point of view, as proposed in Patent Document 3, the FBG sensor portion is formed by inserting an optical fiber into the fixed layer and sandwiching the fixed layer with an elastic sheet, while one end surface of the FBG sensor portion. It is recalled that the measured portion is closely attached to the other end through an adhesive layer and a pressing plate is provided on the other end surface through a buffer layer.

特開2002−131023号公報JP 2002-131023 A 特開2002−71323号公報JP 2002-71323 A 特開2005−134199号公報JP 2005-134199 A

特許文献3に記載された構成を採用してもなお、把持する物体の形状や光ファイバに対する接触位置等が異なる場合、押圧板、ひいてはグレーティング部分に対する応力の分布状態が異なってしまう。このため、応力の正確な大きさを求めること、換言すれば、計測精度を十分に向上させることは容易ではない。   Even if the configuration described in Patent Document 3 is adopted, if the shape of the object to be gripped, the contact position with respect to the optical fiber, and the like are different, the distribution state of the stress on the pressing plate and thus the grating portion will be different. For this reason, it is not easy to obtain an accurate magnitude of stress, in other words, to sufficiently improve measurement accuracy.

本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、応力の計測精度を向上させ得る光ファイバセンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide an optical fiber sensor capable of improving the measurement accuracy of stress.

前記の目的を達成するために、本発明に係る光ファイバセンサは、特定波長の光を反射するグレーティングを配列した光ファイバからなる応力検出センサ部と、
前記光ファイバの長手方向とは異なる方向に付与された応力の方向を前記長手方向と平行方向に変換して前記グレーティングに伝達する応力方向変換手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical fiber sensor according to the present invention includes a stress detection sensor unit including an optical fiber in which gratings that reflect light of a specific wavelength are arranged;
A stress direction converting means for converting the direction of stress applied in a direction different from the longitudinal direction of the optical fiber into a direction parallel to the longitudinal direction and transmitting it to the grating;
It is characterized by providing.

この応力方向変換手段により光ファイバが伸張されると、該光ファイバの内部に形成されたグレーティングが、隣接する格子同士の間隔が略均等となるように伸張される。すなわち、光ファイバが応力方向変換手段との接点を基点として伸張され、このために応力が光ファイバに対して略均等に分散されるからである。   When the optical fiber is stretched by the stress direction changing means, the grating formed inside the optical fiber is stretched so that the intervals between adjacent lattices are substantially uniform. That is, the optical fiber is stretched with the contact point with the stress direction changing means as a base point, and for this reason, the stress is distributed substantially uniformly with respect to the optical fiber.

従って、本発明によれば、伸張後のグレーティングにおいて隣接する格子同士の間隔が略均等となる。このため、該グレーティングによる反射光が伸張前後でシフトすることが観察されるようになるので、このシフト結果から、光ファイバに作用した応力を精度よく検出することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, the intervals between adjacent lattices in the extended grating are substantially equal. For this reason, since it is observed that the reflected light by the grating shifts before and after the extension, it is possible to accurately detect the stress acting on the optical fiber from the shift result.

なお、応力方向変換手段は、例えば、前記光ファイバの長手方向に対して平行方向に延在する平坦部と、前記平坦部から前記光ファイバに橋架された応力伝達部とを有するようにして構成することができる。   Note that the stress direction conversion means includes, for example, a flat portion extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the optical fiber, and a stress transmission portion bridged from the flat portion to the optical fiber. can do.

この場合、前記平坦部が前記応力伝達部に比して高弾性であることが好ましい。これにより平坦部が先ず伸張し、且つこの伸張に伴って応力伝達部が湾曲することなく拡開するようになる。すなわち、光ファイバを伸張させることが容易となるからである。   In this case, it is preferable that the flat portion is highly elastic compared to the stress transmission portion. As a result, the flat portion first expands, and the stress transmission portion expands without being bent along with the expansion. That is, it becomes easy to extend the optical fiber.

本発明によれば、光ファイバのグレーティング部分に、前記光ファイバの長手方向とは異なる方向に付与された応力の方向を前記長手方向と平行方向に変換する応力方向変換手段を装着しているので、光ファイバには、応力が該光ファイバと応力方向変換手段との接点に分散して作用することになる。   According to the present invention, the grating portion of the optical fiber is equipped with stress direction conversion means for converting the direction of stress applied in a direction different from the longitudinal direction of the optical fiber into a direction parallel to the longitudinal direction. In the optical fiber, stress acts on the contact points between the optical fiber and the stress direction changing means.

このため、伸張後のグレーティングにおいて隣接する格子同士の間隔が略均等となり、グレーティングによる反射光が伸張前後でシフトすることが観察されるようになる。このシフト結果に基づき、光ファイバに作用した応力を精度よく検出することができる。   For this reason, in the extended grating, the intervals between adjacent gratings become substantially equal, and it is observed that the reflected light from the grating shifts before and after extension. Based on this shift result, the stress acting on the optical fiber can be accurately detected.

図1は、本発明に係る光ファイバセンサが適用されるロボットシステム10の構成図である。このロボットシステム10は、物体12を把持して所定の処理を行うマニピュレータ14と、マニピュレータ14のハンド部16a、16bに配設され、物体12に接触した状態で、ハンド部16a、16bによる物体12の把持状態を検出する光ファイバセンサ18a、18bと、光ファイバセンサ18a、18bを制御し、物体12の把持状態に係る情報である剪断応力及び垂直応力を取得する光ファイバセンサコントローラ20と、光ファイバセンサコントローラ20によって取得した剪断応力及び垂直応力に基づき、マニピュレータ14を制御するマニピュレータコントローラ22とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram of a robot system 10 to which an optical fiber sensor according to the present invention is applied. The robot system 10 is disposed in a manipulator 14 that grips an object 12 and performs a predetermined process, and hand units 16a and 16b of the manipulator 14, and the object 12 by the hand units 16a and 16b is in contact with the object 12. Optical fiber sensors 18a and 18b for detecting the gripping state of the optical fiber sensor 18a, optical fiber sensor controller 20 for controlling the optical fiber sensors 18a and 18b and acquiring shear stress and vertical stress, which are information related to the gripping state of the object 12, and And a manipulator controller 22 for controlling the manipulator 14 based on the shear stress and the normal stress acquired by the fiber sensor controller 20.

この場合、物体12を把持する際に光ファイバセンサ18a、18bが検出した剪断応力に基づき、ハンド部16a、16bに対する物体12の滑り状態を検知することができる。また、物体12を把持する際に光ファイバセンサ18a、18bが検出した垂直応力に基づき、ハンド部16a、16bによる物体12の把持力を検知することができる。従って、剪断応力及び垂直応力に従ってハンド部16a、16bを制御することにより、物体12を脱落させることなく、適切な把持力で把持して所望の位置に移動させる等の作業を遂行することができる。   In this case, the sliding state of the object 12 with respect to the hand portions 16a and 16b can be detected based on the shear stress detected by the optical fiber sensors 18a and 18b when the object 12 is gripped. Further, the gripping force of the object 12 by the hand portions 16a and 16b can be detected based on the vertical stress detected by the optical fiber sensors 18a and 18b when the object 12 is gripped. Therefore, by controlling the hand portions 16a and 16b according to the shear stress and the vertical stress, it is possible to perform an operation such as gripping with an appropriate gripping force and moving it to a desired position without dropping the object 12. .

次に、図2に従い、光ファイバセンサ18a、18bに用いられるFBGセンサ24の動作原理について説明する。   Next, the operation principle of the FBG sensor 24 used in the optical fiber sensors 18a and 18b will be described with reference to FIG.

FBGセンサ24は、光ファイバ26のコア28の一部に、紫外線を用いてグレーティング30A、30Bを形成して構成される。なお、図2では、2つのグレーティング30A、30Bを有するFBGセンサ24を例示している。   The FBG sensor 24 is configured by forming gratings 30 </ b> A and 30 </ b> B using ultraviolet rays on a part of the core 28 of the optical fiber 26. In FIG. 2, an FBG sensor 24 having two gratings 30A and 30B is illustrated.

各グレーティング30A、30Bの周期をΛA、ΛB、コア28の有効屈折率をneffとすると、各グレーティング30A、30Bは、以下の式(1)、式(2)を満たす波長λA、λB(ブラッグ波長)の光を反射し、その他の波長の光を透過させる。
λA=2neffΛA …(1)
λB=2neffΛB …(2)
When the period of each grating 30A, 30B is Λ A , Λ B , and the effective refractive index of the core 28 is n eff , each grating 30A, 30B has a wavelength λ A , which satisfies the following expressions (1) and (2): Reflects light of λ B (Bragg wavelength) and transmits light of other wavelengths.
λ A = 2n eff Λ A (1)
λ B = 2n eff Λ B (2)

従って、図3に示す所定範囲の波長λからなる光を光ファイバ26のコア28に入射させると、ΛA≠ΛBとして、入射端側から波長λA、λBの反射光が得られる一方、出射端側からその他の波長の光が出力される。 Therefore, when light having a wavelength λ in a predetermined range shown in FIG. 3 is incident on the core 28 of the optical fiber 26, reflected light having wavelengths λ A and λ B is obtained from the incident end side as Λ A ≠ Λ B. The light of other wavelengths is output from the emission end side.

ここで、図4に示すように、グレーティング30A、30B間に、光ファイバ26の長手方向に沿った矢印X1方向の剪断応力が加わると、グレーティング30Aの周期ΛAが短くなる一方、グレーティング30Bの周期ΛBが長くなる。従って、図5に示すように、グレーティング30Aによって反射される光の波長λA -は、波長λAよりも短くなる方向にシフトする一方、グレーティング30Bによって反射される光の波長λB +は、波長λBよりも長くなる方向にシフトする。 Here, as shown in FIG. 4, when a shear stress in the direction of the arrow X1 along the longitudinal direction of the optical fiber 26 is applied between the gratings 30A and 30B, the period Λ A of the grating 30A is shortened, while the grating 30B Period Λ B becomes longer. Accordingly, as shown in FIG. 5, the wavelength lambda A of the light reflected by the grating 30A -, while shifting in the direction of shorter than the wavelength lambda A, the wavelength lambda B + of the light reflected by the grating 30B, It shifts in a direction longer than the wavelength λ B.

また、図6に示すように、グレーティング30A、30B間に、光ファイバ26の長手方向に沿った矢印X2方向の剪断応力が加わると、グレーティング30Aの周期ΛAが長くなる一方、グレーティング30Bの周期ΛBが短くなる。従って、図7に示すように、グレーティング30Aによって反射される光の波長λA +は、波長λAよりも長くなる方向にシフトする一方、グレーティング30Bによって反射される光の波長λB -は、波長λBよりも短くなる方向にシフトする。 Further, as shown in FIG. 6, when a shear stress in the direction of the arrow X2 along the longitudinal direction of the optical fiber 26 is applied between the gratings 30A and 30B, the period Λ A of the grating 30A becomes longer, while the period of the grating 30B Λ B becomes shorter. Accordingly, as shown in FIG. 7, the optical wavelength lambda A + is a reflected by the grating 30A, while shifting in the direction longer than the wavelength lambda A, the wavelength of the light reflected by the grating 30B lambda B - is Shift in a direction shorter than wavelength λ B.

以上の結果から、隣接する2つのグレーティング30A、30Bによって反射される光の波長λA、λBのシフト方向及びシフト量を検出することにより、剪断応力の向き及び大きさを求めることができる。 From the above results, the direction and magnitude of the shear stress can be obtained by detecting the shift direction and shift amount of the wavelengths λ A and λ B of the light reflected by the two adjacent gratings 30A and 30B.

光ファイバ26の長手方向に加わる応力(垂直応力)は、1つのグレーティング30A又は30Bによって反射される光の波長λA又はλBのシフト量を検出することにより、その大きさを求めることができる。 The magnitude of the stress (vertical stress) applied in the longitudinal direction of the optical fiber 26 can be obtained by detecting the shift amount of the wavelength λ A or λ B of the light reflected by one grating 30A or 30B. .

図8は、図2に示すFBGセンサ24を利用した光ファイバセンサ18a、18bの分解構成斜視図である。   FIG. 8 is an exploded perspective view of the optical fiber sensors 18a and 18b using the FBG sensor 24 shown in FIG.

光ファイバセンサ18a、18bは、直交3軸座標系のX軸方向の剪断応力を検出するX方向剪断応力センサ部32と、Y軸方向の剪断応力を検出するY方向剪断応力センサ部34と、Z軸方向の垂直応力を検出するZ方向応力センサ部36とを積層して構成される。   The optical fiber sensors 18a and 18b include an X-direction shear stress sensor unit 32 that detects shear stress in the X-axis direction of an orthogonal triaxial coordinate system, a Y-direction shear stress sensor unit 34 that detects shear stress in the Y-axis direction, and A Z-direction stress sensor unit 36 that detects a vertical stress in the Z-axis direction is stacked.

X方向剪断応力センサ部32は、光ファイバ38の長手方向に沿って一定の間隔で形成した多数のグレーティング40がX軸方向に配列されるように、1本の光ファイバ38を配置し、この光ファイバ38を、プラスチックや樹脂等の可撓性を有する感圧部材42にモールドしたシート体として形成される。なお、各グレーティング40の周期(図2の周期ΛA、ΛB参照)は、全て異なるものとする。 The X-direction shear stress sensor unit 32 arranges one optical fiber 38 so that a large number of gratings 40 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber 38 are arranged in the X-axis direction. The optical fiber 38 is formed as a sheet body molded on a pressure-sensitive member 42 having flexibility such as plastic or resin. It should be noted that the periods of the gratings 40 (see periods Λ A and Λ B in FIG. 2) are all different.

Y方向剪断応力センサ部34は、光ファイバ44の長手方向に沿って一定の間隔で形成した多数のグレーティング46がY軸方向に配列されるように、1本の光ファイバ44を配置し、この光ファイバ44を、プラスチックや樹脂等の可撓性を有する感圧部材48にモールドしたシート体として形成される。なお、各グレーティング46の周期(図2の周期ΛA、ΛB参照)は、全て異なるものとする。 The Y-direction shear stress sensor unit 34 arranges one optical fiber 44 so that a large number of gratings 46 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber 44 are arranged in the Y-axis direction. The optical fiber 44 is formed as a sheet body molded on a flexible pressure-sensitive member 48 such as plastic or resin. Note that the periods of the gratings 46 (see periods Λ A and Λ B in FIG. 2) are all different.

Z方向応力センサ部36は、光ファイバ50の長手方向に沿って一定の間隔で形成した多数のグレーティング52がZ軸方向に配列されるように、1本の光ファイバ50を配置し、この光ファイバ50を、プラスチックや樹脂等の可撓性を有する感圧部材54にモールドしたシート体として形成される。なお、各グレーティング52の周期(図2の周期ΛA、ΛB参照)は、全て異なるものとする。 The Z-direction stress sensor unit 36 arranges one optical fiber 50 so that a large number of gratings 52 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber 50 are arranged in the Z-axis direction. The fiber 50 is formed as a sheet body molded in a pressure-sensitive member 54 having flexibility such as plastic or resin. It is assumed that the periods of the gratings 52 (see periods Λ A and Λ B in FIG. 2) are all different.

光ファイバセンサ18a、18bは、可撓性を有するシート体から形成することにより、任意の形状からなるハンド部16a、16bの表面に装着して使用することができる。   The optical fiber sensors 18a and 18b can be used by being attached to the surface of the hand portions 16a and 16b having an arbitrary shape by being formed from a flexible sheet.

なお、X方向剪断応力センサ部32、Y方向剪断応力センサ部34及びZ方向応力センサ部36は、それぞれ連続する1本の光ファイバ38、44及び50で構成しているが、複数の光ファイバに分割して構成してもよい。   The X-direction shear stress sensor unit 32, the Y-direction shear stress sensor unit 34, and the Z-direction stress sensor unit 36 are each composed of a single continuous optical fiber 38, 44, and 50. You may divide and comprise.

以上の構成において、光ファイバ38、44、50の各々には、応力方向変換手段としての弾性体56がグレーティング40、46、52を跨ぐようにして装着されている。   In the above configuration, an elastic body 56 as stress direction changing means is attached to each of the optical fibers 38, 44, 50 so as to straddle the gratings 40, 46, 52.

光ファイバ38を例示した図9に示すように、弾性体56は、光ファイバ38の長手方向に対して平行に延在する平坦部58と、該平坦部58からグレーティング40の各端部に橋架された応力伝達部60とを有する。本実施の形態において、応力伝達部60は、平坦部58に連なるとともに光ファイバ38に向かって傾斜した傾斜部62a、62bと、該傾斜部62a、62bに連なるとともに光ファイバ38を囲繞した接合部64a、64bとからなる。この場合、傾斜部62a、62bと接合部64a、64bとがなす角度θ1、θ2は互いに等しく設定されている。   As shown in FIG. 9 illustrating the optical fiber 38, the elastic body 56 includes a flat portion 58 extending in parallel to the longitudinal direction of the optical fiber 38, and bridges from the flat portion 58 to each end of the grating 40. The stress transmission part 60 is provided. In the present embodiment, the stress transmission part 60 is connected to the flat part 58 and inclined toward the optical fiber 38, and the joined part that is connected to the inclined parts 62a and 62b and surrounds the optical fiber 38. 64a and 64b. In this case, the angles θ1 and θ2 formed by the inclined portions 62a and 62b and the joint portions 64a and 64b are set to be equal to each other.

弾性体56の材質は、弾性変形が可能なものであれば特に限定されるものではないが、ゴムや樹脂を好適な例として挙げることができる。なお、液晶ポリマーや炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等であってもよい。さらに、平坦部58、傾斜部62a、62b及び接合部64a、64bの中で平坦部58の弾性率を最も高く設定することが好ましい。   The material of the elastic body 56 is not particularly limited as long as it can be elastically deformed, but rubber and resin can be cited as suitable examples. It may be a liquid crystal polymer, carbon fiber reinforced plastic (CFRP), or the like. Furthermore, it is preferable to set the elastic modulus of the flat portion 58 to the highest among the flat portion 58, the inclined portions 62a and 62b, and the joint portions 64a and 64b.

勿論、残余の光ファイバ44、50に設けられた弾性体56も同様に構成されている。   Of course, the elastic bodies 56 provided in the remaining optical fibers 44 and 50 are similarly configured.

図10は、以上のように構成される光ファイバセンサ18a、18bを用いたロボットシステム10の構成ブロック図である。   FIG. 10 is a configuration block diagram of the robot system 10 using the optical fiber sensors 18a and 18b configured as described above.

光源68から出力された光は、ビーム切替器70により時分割で選択されたハーフミラー72a〜72cの1つを介して、光ファイバセンサ18a、18bを構成するX方向剪断応力センサ部32、Y方向剪断応力センサ部34又はZ方向応力センサ部36に供給される。   The light output from the light source 68 passes through one of the half mirrors 72a to 72c selected in a time division manner by the beam switch 70, and the X direction shear stress sensor unit 32, Y constituting the optical fiber sensors 18a, 18b. The directional shear stress sensor unit 34 or the Z direction stress sensor unit 36 is supplied.

X方向剪断応力センサ部32、Y方向剪断応力センサ部34又はZ方向応力センサ部36の光ファイバ38、44又は50(図8)の一端部から入射した光は、一部の光がグレーティング40、46又は52により反射される一方、残りの光がグレーティング40、46又は52を透過した後、透過光終端器74a〜74cに導かれる。   A portion of the light incident from one end of the optical fiber 38, 44 or 50 (FIG. 8) of the X direction shear stress sensor unit 32, the Y direction shear stress sensor unit 34, or the Z direction stress sensor unit 36 is a grating 40. , 46 or 52, while the remaining light is transmitted through the grating 40, 46 or 52, and then guided to the transmitted light terminators 74 a to 74 c.

グレーティング40、46又は52により反射された光は、ハーフミラー72a〜72cを介して光ファイバセンサコントローラ20の反射光検出器76に導かれ、電気信号に変換される。なお、反射光検出器76は、入射した光を波長毎に分光して検出する分光器により構成される。X方向剪断応力センサ部32及びY方向剪断応力センサ部34からの光に係る電気信号は、剪断応力算出部78に供給される。また、Z方向応力センサ部36からの光に係る電気信号は、垂直応力算出部80に供給される。   The light reflected by the grating 40, 46 or 52 is guided to the reflected light detector 76 of the optical fiber sensor controller 20 through the half mirrors 72a to 72c, and is converted into an electric signal. The reflected light detector 76 is configured by a spectroscope that spectrally detects incident light for each wavelength. Electrical signals relating to light from the X-direction shear stress sensor unit 32 and the Y-direction shear stress sensor unit 34 are supplied to the shear stress calculation unit 78. In addition, an electrical signal related to light from the Z-direction stress sensor unit 36 is supplied to the vertical stress calculation unit 80.

剪断応力算出部78は、X方向剪断応力センサ部32の各グレーティング40によって反射された光の波長毎の電気信号に基づき、図5及び図7に示すように、隣り合うグレーティング40から得られた反射光の波長のX方向に対するシフト量及びシフト方向に従い、その部分に生じた剪断応力の大きさ及び向きを算出する。同様に、剪断応力算出部78は、Y方向剪断応力センサ部34からの反射光の波長のY方向に対するシフト量及びシフト方向に従い、その部分に生じた剪断応力の大きさ及び向きを算出する。そして、これらから、X−Y平面における物体12の滑り状態を検出することができる。   The shear stress calculation unit 78 is obtained from the adjacent gratings 40 as shown in FIGS. 5 and 7 based on the electrical signal for each wavelength of the light reflected by each grating 40 of the X direction shear stress sensor unit 32. According to the shift amount and the shift direction of the wavelength of the reflected light with respect to the X direction, the magnitude and direction of the shear stress generated in the portion are calculated. Similarly, the shear stress calculation unit 78 calculates the magnitude and direction of the shear stress generated in the portion according to the shift amount and the shift direction of the wavelength of the reflected light from the Y direction shear stress sensor unit 34 with respect to the Y direction. From these, the slipping state of the object 12 in the XY plane can be detected.

なお、グレーティング40、46は、X−Y平面内においてマトリックス状に配設されているため、各グレーティング40、46によって検出された滑り状態と、各グレーティング40、46の位置情報とに基づき、X−Y平面における滑り状態の分布を求めることができる。   Since the gratings 40 and 46 are arranged in a matrix in the XY plane, the X and Y directions are determined based on the sliding state detected by the gratings 40 and 46 and the positional information of the gratings 40 and 46. The distribution of the sliding state in the −Y plane can be obtained.

垂直応力算出部80は、Z方向応力センサ部36の各グレーティング52によって反射された光の波長毎の電気信号に基づき、各グレーティング52から得られた反射光の波長のシフト量に従い、その部分に生じた垂直応力の大きさを算出する。この垂直応力から、Z方向に対する物体12の把持力を検出することができる。なお、グレーティング52は、X−Y平面内においてマトリックス状に配設されているため、X−Y平面における把持力の分布を求めることができる。   Based on the electrical signal for each wavelength of the light reflected by each grating 52 of the Z-direction stress sensor unit 36, the vertical stress calculation unit 80 applies the wavelength shift amount of the reflected light obtained from each grating 52 to that portion. The magnitude of the generated normal stress is calculated. From this vertical stress, the gripping force of the object 12 in the Z direction can be detected. Since the grating 52 is arranged in a matrix in the XY plane, it is possible to obtain the distribution of gripping force in the XY plane.

ここで、光ファイバ38、44においては、図11に示すように、剪断応力が先ず弾性体56の平坦部58に作用する。これにより、平坦部58が伸張する。   Here, in the optical fibers 38 and 44, as shown in FIG. 11, shear stress first acts on the flat portion 58 of the elastic body 56. Thereby, the flat part 58 expand | extends.

上記したように、この場合、傾斜部62a、62b及び接合部64a、64bが平坦部58に比して低弾性に設定されている。このため、傾斜部62a、62bは、湾曲することなく平坦部58との境界を支点として互いに離間するように傾斜し、これに伴って平坦部58と傾斜部62a、62bがなす角度が大きくなる。換言すれば、傾斜部62a、62bが拡開し、その結果、接合部64a、64b同士が離間するように変位するとともに、傾斜部62a、62bと接合部64a、64bがなす角度が小さくなる。   As described above, in this case, the inclined portions 62 a and 62 b and the joint portions 64 a and 64 b are set to be less elastic than the flat portion 58. Therefore, the inclined portions 62a and 62b are inclined so as to be separated from each other with the boundary with the flat portion 58 as a fulcrum without being curved, and accordingly, the angle formed by the flat portion 58 and the inclined portions 62a and 62b increases. . In other words, the inclined portions 62a and 62b are expanded, and as a result, the joint portions 64a and 64b are displaced so as to be separated from each other, and the angle formed between the inclined portions 62a and 62b and the joint portions 64a and 64b is reduced.

接合部64a、64b同士の離間に伴い、光ファイバ38、44が伸張する。その結果、グレーティング40、46における格子同士の間隔も伸張する。このようにして伸張した格子同士の間隔は、互いに略均等である。接合部64a、64b同士が離間することに伴って光ファイバ38、44が接合部64a、64bの双方によって伸張されるからである。   As the joint portions 64a and 64b are separated from each other, the optical fibers 38 and 44 expand. As a result, the spacing between the gratings in the gratings 40 and 46 is also extended. The intervals between the lattices thus extended are substantially equal to each other. This is because the optical fibers 38 and 44 are stretched by both the joint portions 64a and 64b as the joint portions 64a and 64b are separated from each other.

このように、弾性体56は、剪断応力が作用する方向を、光ファイバ38、44の長手方向に対して略直交する方向から平行方向に変換する作用を営む。   Thus, the elastic body 56 operates to convert the direction in which the shear stress acts from a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the optical fibers 38 and 44 to a parallel direction.

図13に示すように、剪断応力をF、傾斜部62a、62bの各々に作用する応力をF1、F2、接合部64a、64bの各々に作用する応力をF3、F4とすると、グレーティング40、46を伸張する力はF3、F4である。剪断応力Fの作用する方向と傾斜部62a、62bとのなす角度をαとすると、次の式(3)が成立する。
F1=F2=Fcosα …(3)
As shown in FIG. 13, when the shear stress is F, the stress acting on each of the inclined portions 62a and 62b is F1 and F2, and the stress acting on each of the joint portions 64a and 64b is F3 and F4, the gratings 40 and 46 The force for extending is F3 and F4. When the angle formed between the direction in which the shear stress F acts and the inclined portions 62a and 62b is α, the following equation (3) is established.
F1 = F2 = Fcosα (3)

F2と光ファイバ38、44の長手方向とがなす角度は90°−αであるから、光ファイバ38、44と接合部64a、64bに作用する力F4は、以下の式(4)によって求められる。
F3=F4=F2cos(90−α)
=F2sinα
=Fcosαsinα …(4)
Since the angle formed by F2 and the longitudinal direction of the optical fibers 38 and 44 is 90 ° −α, the force F4 acting on the optical fibers 38 and 44 and the joint portions 64a and 64b is obtained by the following equation (4). .
F3 = F4 = F2cos (90-α)
= F2sinα
= Fcos α sin α (4)

この場合、傾斜部62aと接合部64aのなす角度θ1と、傾斜部62bと接合部64bのなす角度θ2とが等しいので、F1=F2、F3=F4となる。従って、光ファイバ38、44の弾性定数をE、歪みをεとすると、以下の式(5)が成立する。
ε=(2/E)Fcosαsinα …(5)
In this case, since the angle θ1 formed by the inclined portion 62a and the joint portion 64a is equal to the angle θ2 formed by the inclined portion 62b and the joint portion 64b, F1 = F2 and F3 = F4. Accordingly, when the elastic constant of the optical fibers 38 and 44 is E and the strain is ε, the following equation (5) is established.
ε = (2 / E) Fcosαsinα (5)

グレーティング40、46における格子数をN、格子間隔をΔとすると、ΔとNとの間には次の関係式(6)が成り立つ。
Δ=ε/(N−1) …(6)
When the number of lattices in the gratings 40 and 46 is N and the lattice interval is Δ, the following relational expression (6) is established between Δ and N.
Δ = ε / (N−1) (6)

式(6)に式(5)を代入すれば、以下の式(7)が得られる。
Δ=2Fcosαsinα/[E×(N−1)] …(7)
Substituting equation (5) into equation (6) yields the following equation (7).
Δ = 2Fcos αsin α / [E × (N−1)] (7)

従って、波長のシフト量λは以下の式(8)によって求めることができる。
λ=2×neff×Δ
=4×neff×Fcosαsinα/[E×(N−1)] …(8)
Therefore, the wavelength shift amount λ can be obtained by the following equation (8).
λ = 2 × n eff × Δ
= 4 × n eff × Fcos αsin α / [E × (N−1)] (8)

すなわち、剪断応力Fに対してピーク波形が一義的に決定される。   That is, the peak waveform is uniquely determined with respect to the shear stress F.

この現象は、剪断応力が平坦部58の長手方向中腹部から外れた場合、例えば、図12に示すように、傾斜部62bに近接する端部に作用したときも同様に起こる。すなわち、この部位に剪断応力が作用すると、平坦部58が傾斜部62a側に向かって伸張する。これに追従して傾斜部62a、62b同士が互いに離間するようにさらに傾斜し、この傾斜に伴って、接合部64a、64b同士が互いに離間するように変位する。これにより光ファイバ38、44が伸張し、グレーティング40、46における格子同士の間隔も伸張する。勿論、この場合においても、図12に示すように、伸張後の格子同士の間隔は互いに略均等となる。   This phenomenon also occurs when the shear stress is deviated from the middle part in the longitudinal direction of the flat part 58, for example, when it acts on the end part close to the inclined part 62b as shown in FIG. That is, when a shear stress acts on this part, the flat part 58 expands toward the inclined part 62a. Following this, the inclined portions 62a and 62b are further inclined so as to be separated from each other, and the joint portions 64a and 64b are displaced so as to be separated from each other with the inclination. As a result, the optical fibers 38 and 44 are extended, and the interval between the gratings in the gratings 40 and 46 is also extended. Of course, also in this case, as shown in FIG. 12, the distance between the expanded lattices is substantially equal.

図示しないが、平坦部58における傾斜部62aに近接する端部に剪断応力が作用したときも同様である。   Although not shown in the drawings, the same applies when a shear stress acts on the end portion of the flat portion 58 close to the inclined portion 62a.

このようにして格子同士の間隔が互いに略均等となるようにグレーティング40、46が伸張する結果、複数個の波長で反射光が出現する(図23参照)ことが回避され、図21に示されるように、グレーティング40、46の伸張前に対して波長が異なる反射光が得られる。   Thus, as a result of the gratings 40 and 46 extending so that the intervals between the gratings are substantially equal to each other, the appearance of reflected light at a plurality of wavelengths (see FIG. 23) is avoided, as shown in FIG. In this way, reflected light having a wavelength different from that before the extension of the gratings 40 and 46 is obtained.

なお、傾斜部62aと接合部64aのなす角度θ1と、傾斜部62bと接合部64bのなす角度θ2とが異なる場合、以下のように計算を行えばよい。   When the angle θ1 formed by the inclined portion 62a and the joint portion 64a is different from the angle θ2 formed by the inclined portion 62b and the joint portion 64b, the calculation may be performed as follows.

剪断応力Fの作用する方向と傾斜部62a、62bの各々とのなす角度をα、β、傾斜部62a、62b側の歪みをε1、ε2とすると、次の式(9)、(10)が成立する。
ε1=F3/E
=Fcosαsinα/E …(9)
ε2=F4/E
=Fcosβsinβ/E …(10)
When the angle between the direction in which the shear stress F acts and each of the inclined portions 62a and 62b is α and β, and the strain on the inclined portions 62a and 62b side is ε1 and ε2, the following equations (9) and (10) are obtained. To establish.
ε1 = F3 / E
= Fcos αsin α / E (9)
ε2 = F4 / E
= Fcosβsinβ / E (10)

この場合、歪みの総和εはε1+ε2と等しくなるのであるから、次の式(11)が成立する。
ε=ε1+ε2
=(Fcosαsinα+Fcosβsinβ)/E …(11)
In this case, since the total distortion ε is equal to ε1 + ε2, the following equation (11) is established.
ε = ε1 + ε2
= (Fcosαsinα + Fcosβsinβ) / E (11)

以下、上記の式(6)に式(11)を代入すれば、以下の式(12)が得られる。
Δ=(Fcosαsinα+Fcosβsinβ)/[E×(N−1)] …(12)
Hereinafter, the following formula (12) is obtained by substituting the formula (11) into the above formula (6).
Δ = (Fcosαsinα + Fcosβsinβ) / [E × (N−1)] (12)

従って、波長のシフト量λは以下の式(13)によって求められる。
λ=2×neff×Δ
=2×neff×(Fcosαsinα+Fcosβsinβ)/[E×(N−1)] …(13)
Therefore, the wavelength shift amount λ is obtained by the following equation (13).
λ = 2 × n eff × Δ
= 2 × n eff × (Fcosαsinα + Fcosβsinβ) / [E × (N−1)] (13)

勿論、垂直応力が光ファイバ50に作用したときにおいても同様に、以上の動作が営まれる。そして、上記の式(4)〜(13)に準じた式により、垂直応力に応じたピーク波形が得られる。   Of course, the above operation is similarly performed when a normal stress is applied to the optical fiber 50. And the peak waveform according to a normal stress is obtained by the formula according to said formula (4)-(13).

このように、本実施の形態によれば、グレーティング40、46、52が伸張した際、隣接する格子同士の間隔が略均等となり、シフトする波長が応力に応じて一義的に決定される。このため、応力の計測精度が向上する。   As described above, according to the present embodiment, when the gratings 40, 46, and 52 are expanded, the intervals between adjacent gratings are substantially equal, and the wavelength to be shifted is uniquely determined according to the stress. For this reason, the measurement accuracy of stress improves.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change freely in the range which does not deviate from the main point of this invention.

例えば、図14に示すように、隣接する弾性体56の接合部64a、64b同士が連なっていてもよい。また、図15に示すように、弾性体56(応力方向変換手段)は、光ファイバ38、44、50を上面及び下面の双方から囲繞する構成であってもよい。勿論、この場合においても、図16に示すように、隣接する弾性体56の接合部64a、64b同士を連ならせてもよい。   For example, as illustrated in FIG. 14, the joint portions 64 a and 64 b of the adjacent elastic bodies 56 may be continuous. Further, as shown in FIG. 15, the elastic body 56 (stress direction changing means) may be configured to surround the optical fibers 38, 44, 50 from both the upper surface and the lower surface. Of course, also in this case, as shown in FIG. 16, the joint portions 64 a and 64 b of the adjacent elastic bodies 56 may be connected to each other.

さらに、図17に示すように、弾性体56を光ファイバ38、44、50の上面又は下面のいずれか一方に配置したり、隣接する弾性体56の接合部64a、64b同士を連ならせたりするようにしてもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 17, the elastic body 56 is disposed on either the upper surface or the lower surface of the optical fibers 38, 44, 50, or the joint portions 64 a, 64 b of the adjacent elastic bodies 56 are connected to each other. You may make it do.

さらにまた、図18及び図19に示すように、隣接する弾性体56の平坦部58同士を連ならせるようにしてもよい。   Furthermore, as shown in FIGS. 18 and 19, the flat portions 58 of the adjacent elastic bodies 56 may be connected to each other.

そして、図10に示すロボットシステム10において、光源68から出力された光をビーム切替器70により時分割して光ファイバセンサ18a、18bに供給する代わりに、光ファイバセンサ18a、18bを構成するX方向剪断応力センサ部32、Y方向剪断応力センサ部34及びZ方向応力センサ部36に対して、独立した3つの光源からそれぞれ光を供給する一方、X方向剪断応力センサ部32、Y方向剪断応力センサ部34及びZ方向応力センサ部36からの反射光を、独立した3つの反射光検出器によって検出するように構成してもよい。このように構成することにより、物体12から受ける剪断応力及び垂直応力を同時に検出することができる。   In the robot system 10 shown in FIG. 10, instead of supplying the light output from the light source 68 to the optical fiber sensors 18a and 18b by time division by the beam switch 70, X constituting the optical fiber sensors 18a and 18b is configured. While supplying light from three independent light sources to the direction shear stress sensor unit 32, the Y direction shear stress sensor unit 34, and the Z direction stress sensor unit 36, respectively, the X direction shear stress sensor unit 32 and the Y direction shear stress You may comprise so that the reflected light from the sensor part 34 and the Z direction stress sensor part 36 may be detected with three independent reflected light detectors. With this configuration, the shear stress and the normal stress received from the object 12 can be detected simultaneously.

また、光ファイバセンサ18a、18bは、ハンド部16a、16bによる物体12の把持状態の検出に限らず、例えば、物体の表面状態の検出にも適用することができる。   Further, the optical fiber sensors 18a and 18b are not limited to the detection of the gripping state of the object 12 by the hand portions 16a and 16b, but can be applied to the detection of the surface state of the object, for example.

本発明の光ファイバセンサが適用されるロボットシステムの構成図である。1 is a configuration diagram of a robot system to which an optical fiber sensor of the present invention is applied. FBGセンサの動作原理説明図である。It is operation | movement principle explanatory drawing of a FBG sensor. FBGセンサに入射する光の波長と、グレーティングによって反射される光の波長との関係説明図である。It is an explanatory view of the relationship between the wavelength of light incident on the FBG sensor and the wavelength of light reflected by the grating. FBGセンサによる剪断応力の検出原理の説明図である。It is explanatory drawing of the detection principle of the shear stress by a FBG sensor. 図4に示す状態のFBGセンサに入射する光の波長と、グレーティングによって反射される光の波長との関係説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between the wavelength of light incident on the FBG sensor in the state shown in FIG. 4 and the wavelength of light reflected by the grating. FBGセンサによる剪断応力の検出原理の説明図である。It is explanatory drawing of the detection principle of the shear stress by a FBG sensor. 図6に示す状態のFBGセンサに入射する光の波長と、グレーティングによって反射される光の波長との関係説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the wavelength of light incident on the FBG sensor in the state shown in FIG. 6 and the wavelength of light reflected by the grating. 本実施の形態に係る光ファイバセンサの分解構成斜視図である。It is a disassembled perspective view of the optical fiber sensor according to the present embodiment. 2個の弾性体の概略全体斜視図である。It is a schematic whole perspective view of two elastic bodies. 本実施の形態に係る光ファイバセンサを用いたロボットシステムの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a robot system using an optical fiber sensor according to the present embodiment. 平坦部の長手方向略中腹部に応力が作用する前後での弾性体の形状変化を模式的に示す平面説明図である。It is a plane explanatory view showing typically a shape change of an elastic body before and after stress acts on a substantially middle part in a longitudinal direction of a flat part. 平坦部における傾斜部近傍の端部に応力が作用する前後での弾性体の形状変化を模式的に示す平面説明図である。It is a plane explanatory view showing typically a shape change of an elastic body before and after stress acts on an end near an inclined part in a flat part. 平坦部、傾斜部及び接合部に作用する応力の関係を模式的に示した平面説明図である。It is plane explanatory drawing which showed typically the relationship of the stress which acts on a flat part, an inclination part, and a junction part. 別形状の弾性体の概略全体斜視図である。It is a general | schematic whole perspective view of the elastic body of another shape. また別形状の弾性体の概略全体斜視図である。It is a schematic whole perspective view of an elastic body of another shape. さらにまた別形状の弾性体の概略全体斜視図である。Furthermore, it is a general | schematic whole perspective view of the elastic body of another shape. さらにまた別形状の弾性体の概略全体斜視図である。Furthermore, it is a general | schematic whole perspective view of the elastic body of another shape. さらにまた別形状の弾性体の概略全体斜視図である。Furthermore, it is a general | schematic whole perspective view of the elastic body of another shape. さらにまた別形状の弾性体の概略全体斜視図である。Furthermore, it is a general | schematic whole perspective view of the elastic body of another shape. 光ファイバの延在方向に対して直交する方向から応力が付与される前後でのグレーティングの状態を模式的に示した状態説明図である。It is a state explanatory diagram schematically showing the state of the grating before and after the stress is applied from the direction orthogonal to the extending direction of the optical fiber. 図20の場合における反射光の波長の変化を示す模式的説明図である。It is typical explanatory drawing which shows the change of the wavelength of the reflected light in the case of FIG. 光ファイバの延在方向に対して直交する方向から応力が付与される前後でのグレーティングの状態を模式的に示した状態説明図である。It is a state explanatory diagram schematically showing the state of the grating before and after the stress is applied from the direction orthogonal to the extending direction of the optical fiber. 図21の場合における反射光の波長の変化を示す模式的説明図である。It is typical explanatory drawing which shows the change of the wavelength of reflected light in the case of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…ロボットシステム 12…物体
14…マニピュレータ 16a、16b…ハンド部
18a、18b…光ファイバセンサ 20…光ファイバセンサコントローラ
22…マニピュレータコントローラ 24…FBGセンサ
26、38、44、50…光ファイバ
30A、30B、40、46、52…グレーティング
32…X方向剪断応力センサ部 34…Y方向剪断応力センサ部
36…Z方向応力センサ部 42、48、54…感圧部材
56…弾性体 58…平坦部
60…応力伝達部 62a、62b…傾斜部
64a、64b…接合部 68…光源
70…ビーム切替器 72a〜72c…ハーフミラー
74a〜74c…透過光終端器 76…反射光検出器
78…剪断応力算出部 80…垂直応力算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Robot system 12 ... Object 14 ... Manipulator 16a, 16b ... Hand part 18a, 18b ... Optical fiber sensor 20 ... Optical fiber sensor controller 22 ... Manipulator controller 24 ... FBG sensor 26, 38, 44, 50 ... Optical fiber 30A, 30B , 40, 46, 52... Grating 32... X-direction shear stress sensor section 34... Y-direction shear stress sensor section 36 .. Z-direction stress sensor section 42, 48, 54 ... pressure-sensitive member 56 ... elastic body 58. Stress transmitting parts 62a, 62b ... inclined parts 64a, 64b ... joints 68 ... light source 70 ... beam switchers 72a-72c ... half mirrors 74a-74c ... transmitted light terminator 76 ... reflected light detector 78 ... shear stress calculating part 80 ... Vertical stress calculator

Claims (3)

特定波長の光を反射するグレーティングを配列した光ファイバからなる応力検出センサ部と、
前記光ファイバの長手方向とは異なる方向に付与された応力の方向を前記長手方向と平行方向に変換して前記グレーティングに伝達する応力方向変換手段と、
を備えることを特徴とする光ファイバセンサ。
A stress detection sensor unit comprising an optical fiber in which gratings that reflect light of a specific wavelength are arranged;
A stress direction conversion means for converting the direction of stress applied in a direction different from the longitudinal direction of the optical fiber into a direction parallel to the longitudinal direction and transmitting it to the grating;
An optical fiber sensor comprising:
請求項1記載の光ファイバセンサにおいて、前記応力方向変換手段は、前記光ファイバの長手方向に対して平行方向に延在する平坦部と、前記平坦部から前記光ファイバに橋架された応力伝達部とを有することを特徴とする光ファイバセンサ。   2. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the stress direction converting means includes a flat portion extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the optical fiber, and a stress transmission portion bridged from the flat portion to the optical fiber. And an optical fiber sensor. 請求項2記載の光ファイバセンサにおいて、前記平坦部が前記応力伝達部に比して高弾性であることを特徴とする光ファイバセンサ。   3. The optical fiber sensor according to claim 2, wherein the flat portion has higher elasticity than the stress transmission portion.
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