环形布设光纤布拉格光栅的三维曲面形状重构

作     者：王彦 徐浩雨 汪俊亮 朱伟 蒋超 WANG Yan;XU Hao-yu;WANG Jun-liang;ZHU Wei;JIANG Chao

作者机构：安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243000 

出 版 物：《中国光学（中英文）》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2024年第17卷第2期

页      面：398-408页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：安徽省科技重大专项项目(No.201903a05020029) 

主　　题：曲率插值 曲面拟合 FBG 环形布设 曲率标定 

摘      要：为了提高柔性机器人抓握传感中掌心表面的重构精度,本文基于COMSOL仿真,在436 mm×436 mm×2 mm聚丙烯板上,采用7只经聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装的光纤光栅(FBG)柔性传感器,选取环形布设的方式,在板末端中心与两角分别受力的情况下,使用光纤光栅解调仪采集实验中的传感器数据,并通过三次样条插值法进行连续化。设定数个平面Y与拟合圆环相交,计算过点函数获得三维曲面点集,实现了空间曲面的拟合可视化显示。在曲面末端中心受力时,板末端位移最小相对误差为0.549%,最大相对误差为8.300%,最小绝对误差为0.051 cm,最大绝对误差为1.255 cm,板末端两角受力时,板面重构末端位移最小相对误差为2.546%,最大相对误差为14.289%,最小绝对误差为0.005 cm,最大绝对误差为0.729 cm。实验结果为柔性机器人掌心抓握传感提供了应用基础。