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光纤光栅柔性机械手指的多参数感知方法
1
作者
张寅祥
冯艳
+3 位作者
周依霖
曲博
赵峰志
张华
《光子学报》
北大核心
2025年第3期57-70,共14页
为提升机械手的精细操作性能和智能化水平,实现高精度、实时的多信息感知,提出了一种基于光纤布拉格光栅的仿人柔性机械手指多参数感知方法。该设计在悬臂式手指骨架中嵌入光纤布拉格光栅差动感知阵列,有效解决了应变与温度的交叉干扰...
为提升机械手的精细操作性能和智能化水平,实现高精度、实时的多信息感知,提出了一种基于光纤布拉格光栅的仿人柔性机械手指多参数感知方法。该设计在悬臂式手指骨架中嵌入光纤布拉格光栅差动感知阵列,有效解决了应变与温度的交叉干扰问题。通过支持向量机对不同接触位置的光纤布拉格光栅传感器中心波长的标准差特征值进行分类训练,实现对触压力、接触温度和接触位置的综合感知。标定实验结果表明,嵌入柔性机械手指中的光纤布拉格光栅感知阵列的应力和温度灵敏度分别为112.898 pm/N和81.185 pm/℃。应力/温度耦合实验进一步验证了该光纤光栅柔性手指在10~50℃温度范围内均能保持测量的高精度和高灵敏度,最低平均误差仅为-0.025 6 nm。支持向量机分类训练结果显示,光纤布拉格光栅柔性手指触觉位置感知准确率达95.5%。设计的柔性机械手指可用于智能机器人、假肢及人机交互等领域。
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关键词
光纤布拉格光栅
仿人柔性机械手指
差动感知阵列
触压力
接触温度
接触位置
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职称材料
题名
光纤光栅柔性机械手指的多参数感知方法
1
作者
张寅祥
冯艳
周依霖
曲博
赵峰志
张华
机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院机器人研究所
上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第3期57-70,共14页
基金
国家自然科学基金(No.51665039)
上海市地方院校能力建设项目(No.23010501600)。
文摘
为提升机械手的精细操作性能和智能化水平,实现高精度、实时的多信息感知,提出了一种基于光纤布拉格光栅的仿人柔性机械手指多参数感知方法。该设计在悬臂式手指骨架中嵌入光纤布拉格光栅差动感知阵列,有效解决了应变与温度的交叉干扰问题。通过支持向量机对不同接触位置的光纤布拉格光栅传感器中心波长的标准差特征值进行分类训练,实现对触压力、接触温度和接触位置的综合感知。标定实验结果表明,嵌入柔性机械手指中的光纤布拉格光栅感知阵列的应力和温度灵敏度分别为112.898 pm/N和81.185 pm/℃。应力/温度耦合实验进一步验证了该光纤光栅柔性手指在10~50℃温度范围内均能保持测量的高精度和高灵敏度,最低平均误差仅为-0.025 6 nm。支持向量机分类训练结果显示,光纤布拉格光栅柔性手指触觉位置感知准确率达95.5%。设计的柔性机械手指可用于智能机器人、假肢及人机交互等领域。
关键词
光纤布拉格光栅
仿人柔性机械手指
差动感知阵列
触压力
接触温度
接触位置
Keywords
Optical fiber Bragg grating
Human-like flexible robotic finger
Differential sensing array
Touch force
Contacting temperature
Contacting location
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
光纤光栅柔性机械手指的多参数感知方法
张寅祥
冯艳
周依霖
曲博
赵峰志
张华
《光子学报》
北大核心
2025
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