基于螺旋光纤光栅传感器阵列的形状检测装置和方法

摘要

本发明提供了一种基于螺旋光纤光栅传感器阵列的形状检测装置和方法，包括螺旋光纤光栅传感器阵列、光纤光栅解调仪、数据采集与形状重建设备和显示设备。本发明无需其他外围辅助设备，不受电磁干扰，医疗兼容性好，无放射射线，可进行长距离远程监测；通过光纤光栅传感器阵列螺旋配置，可实现单根光纤多点形变检测，形成准分布的检测系统。通过在镍钛合金丝上封装光纤，可以保护光栅点不受磨损，抗干扰能力强，扩大了检测量程；可实时得到柔性机器人形状，实时响应性高；同时检测曲率与扭转，检测方法简单，可应用于胃镜、结肠镜、柔性/软体机器人的形状感知检测，对灾害救援、医疗康复、国防安全等领域里的柔性机器人也可以起到重要的作用。

主权项

一种基于螺旋光纤光栅传感器阵列的形状检测装置，其特征在于，用于检测柔性机器人的空间形状，包括：螺旋光纤光栅传感器阵列、光纤光栅解调仪、数据采集与形状重建设备和显示设备；其中：所述螺旋光纤光栅传感器阵列包括螺旋缠绕在所述柔性机器人上的单个光纤光栅传感器，所述单个光纤光栅传感器包括多个光栅点；所述光纤光栅解调仪，连接所述螺旋光纤光栅传感器阵列，向所述螺旋光纤光栅传感器阵列发射激光，接收经过所述光栅点后返回的激光，并解调出返回激光的波长；所述数据采集与形状重建设备，连接所述光纤光栅解调仪，接收所述光纤光栅解调仪解调出的返回激光的波长，对所述返回激光的波长进行分析和重建，得到所述柔性机器人的空间形状。