【摘 要】
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触觉传感是视觉传感之外另一项重要的传感技术。在过去的50年间,研究人员尝试使用各种技术来开发小型、可靠、敏感的触觉传感器。由于大部分触觉传感器受电流或电压驱动,普遍存在着排线复杂、零点漂移、易受电磁干扰等缺陷。因此在一些复杂环境中如极端温度、强辐射等,这些传感器往往难以正常工作。而布拉格光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Grating)作为一种典型的光纤传感器可以有效避免上述问题。因此本文
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触觉传感是视觉传感之外另一项重要的传感技术。在过去的50年间,研究人员尝试使用各种技术来开发小型、可靠、敏感的触觉传感器。由于大部分触觉传感器受电流或电压驱动,普遍存在着排线复杂、零点漂移、易受电磁干扰等缺陷。因此在一些复杂环境中如极端温度、强辐射等,这些传感器往往难以正常工作。而布拉格光纤光栅(FBG,Fiber Bragg Grating)作为一种典型的光纤传感器可以有效避免上述问题。因此本文基于FBG传感原理,对触觉传感器以及解调系统展开了研究。具体工作包括:1.总结了触觉传感器的研究进展,对FBG传感理论以及有限元仿真理论进行了推导,分析了 FBG封装方案以及有限元仿真方案。2.设计并制作了弹性结构体,仿真分析了弹性结构体的应变分布。利用设计的弹性结构体搭建了基于FBG的触觉传感实验平台,实验研究了传感器的性能并基于传感器结构以及材料进行了改进。实验结果表明,传感器有着良好的灵敏度、较低的三维力串扰以及耐蠕变性。3.为解决传感数据处理问题,基于Labview开发了一套光纤光栅传感解调软件,并搭建了友好的人机交互界面。软件具备实时数据采集、数据库存储、历史数据查询以及数据可视化等功能。
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