本發(fā)明涉及一種傳感器，具體是一種用于檢測物體間是否產(chǎn)生相對滑動的傳感器。

技術(shù)背景

機械手抓取未知物料時，需要一種傳感器來判斷物料是否與機械手有相對滑動，并以此為依據(jù)對機械手的抓取進行控制。常規(guī)的電子式滑覺傳感器易受電磁波干擾，導(dǎo)致測試精度受到影響。因此，提供一種不受電磁干擾的滑覺傳感器，已經(jīng)成為迫切的現(xiàn)實需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述

背景技術(shù)：
的不足，提供一種可在復(fù)雜電磁環(huán)境下依然能正常穩(wěn)定工作的滑覺傳感器。該傳感器應(yīng)不受電磁波的影響，采用電壓、電流以外的物理量作為中間變量，從而保證所采集的數(shù)據(jù)的精度。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種基于光線微彎曲效應(yīng)的滑覺傳感器，其特征在于：該傳感器包括上下疊合且連接為一體的蓋片、上片以及與上片厚度相同的下片，還包括分別嵌入上片和下片中的若干光纖；所述的上片和下片均包括位于中央部位的內(nèi)層、位于內(nèi)層的四周且通過通槽與內(nèi)層分隔的外層以及將內(nèi)層的四角與外層連為一體的四個C形彈性結(jié)構(gòu)，每個C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均朝向同一方向并且分別連接外層和內(nèi)層；

所述上片的上半部分中，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)和右上角的C形彈性結(jié)構(gòu)對稱于豎直中軸線布置，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往左朝向外層而右上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往右朝向外層；前款所涉兩個C形彈性結(jié)構(gòu)與外層之間還從左至右開設(shè)有一條橫向貫通上片的長槽用于嵌入所述的光纖；所述上片的下半部分與上半部分對稱于橫向中軸線布置；

所述下片的左半部分中，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)和左下角的C形彈性結(jié)構(gòu)對稱于橫向中軸線布置，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往上朝向外層而左下角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往下朝向外層；前款所涉的兩個C形彈性結(jié)構(gòu)與外層之間還從上至下開設(shè)有一條豎向貫通下片的長槽用于嵌入所述的光纖；所述下片的右半部分與左半部分對稱于豎直中軸線布置；

所述蓋片的四個角通過四個螺釘與上片固接，所述上片的內(nèi)層通過鉚接與下片的內(nèi)層固接，所述下片的四角用于與安裝機架連接。

所述的長槽具有一定的彎曲度以使所嵌入的光纖無法隨意軸向滑動。

所述上片或下片中，長槽的中央部位貫通上片或下片的上下兩個平面，其余部位的槽深小于上片或下片的厚度以使四周的外層與內(nèi)層連為一體。

所述中央部位的下側(cè)為內(nèi)層的施壓端，中央部位的上側(cè)制成往上凹進的退讓壁。

所述光纖包括嵌入上片中的兩根光纖和嵌入下片中的兩根光纖。

本發(fā)明的原理：通過對光纖施加垂直于光纖軸向的力，使得光纖產(chǎn)生形變，導(dǎo)致光纖內(nèi)光信號的信號強度發(fā)生變化(光纖微彎曲效應(yīng))，由此建立光信號強度與傳感器表面受力的映射關(guān)系。通過對傳感器表面受力的數(shù)據(jù)分析，最終得出目標物體是否與傳感器表面產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)對滑覺的感知。

本發(fā)明的有益效果是：由于利用了光纖微彎曲效應(yīng)，因而本發(fā)明可精確檢測被測對象是否產(chǎn)生相對滑動以及滑動方向及大小，而且使用時完全不受電磁環(huán)境的影響，測試精度得以顯著提高，可應(yīng)用于各類復(fù)雜電磁環(huán)境的滑動性能測試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中上片的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中上片的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中下片的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明中下片的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明中蓋片的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明中上片的附視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖之二(除去光纖狀態(tài))。

具體實施方式

光纖微彎曲效應(yīng)是指：光纖受外力彎曲后，由于光信號在光纖內(nèi)射向光纖外壁的入射角發(fā)生變化，使得部分光信號無法滿足全反射要求，而產(chǎn)生部分折射導(dǎo)致信號強度損失的效應(yīng)。

本發(fā)明利用上述原理制成。

以下結(jié)合附圖所示的實施例進一步說明。

附圖所示的傳感器由四個部分組成，依次是蓋片1，上片2(即力--形變片上片)，與上片厚度相同的下片3(力--形變片下片)，分別嵌入上片和下片中的若干光纖4(優(yōu)選塑料光纖)。圖3、圖5中可知：上片、下片均為正方形。

所述蓋片通過其四角的螺釘與上片固接，其作用是將外界對傳感器的力傳遞到上片的外層；下片的四角則通過連接螺釘用于與安裝機架連接；被測物體與蓋片接觸，對蓋片施加摩擦力。

所述的上片(參見圖3)包括位于中央部位的內(nèi)層2-2、位于內(nèi)層的四周且通過通槽2-5(貫通上片的上下兩個表面和下片的上下兩個表面的槽)與內(nèi)層分隔的外層2-1以及將內(nèi)層的四角與外層連為一體的四個C形彈性結(jié)構(gòu)2-3；所述上片的上半部分中，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)和右上角的C形彈性結(jié)構(gòu)對稱于豎直中軸線布置，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往左朝向外層而右上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往右朝向外層；前款涉及的兩個C形彈性結(jié)構(gòu)與外層之間還從左至右開設(shè)有一條橫向貫通上片的長槽2-4用于嵌入所述的光纖；所述上片的下半部分與上半部分對稱于橫向中軸線布置。

此外，所述長槽軸線還形成一定的彎曲度以使所嵌入的光纖無法隨意軸向滑動，以保證采集的數(shù)據(jù)精確。所述長槽的中央部位2-41(該部位的推薦長度為長槽的五分之二至五分之三)貫通上片的上下兩個平面，其余部位的槽深小于上片的厚度以使四周的外層與內(nèi)層連為一體。該中央部位的下側(cè)為內(nèi)層的施壓端2-21，中央部位的上側(cè)制成往上凹進的退讓壁2-42，以使光纖受力時有往上運動的余地。

所述上片的作用是將力轉(zhuǎn)換為位移。蓋片將外界對傳感器的力傳遞到上片的外層，豎直方向上的力使外層產(chǎn)生位移并通過C形彈性結(jié)構(gòu)的變形轉(zhuǎn)換為對內(nèi)層的頂壓力，從而使得上片長槽中的光纖發(fā)生彎曲變化，從而輸出滑動信號；橫向方向上的力由外層直接傳遞給內(nèi)層。

所述的下片結(jié)構(gòu)(參見圖5)與上片相同，只是轉(zhuǎn)動了90度與上片正交布置；因此，所述下片的左半部分中，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)和左下角的C形彈性結(jié)構(gòu)對稱于橫向中軸線布置，左上角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往上朝向外層而左下角的C形彈性結(jié)構(gòu)的兩個端點均往下朝向外層；前款涉及的兩個C形彈性結(jié)構(gòu)與外層之間還從上至下開設(shè)有一條豎向貫通上片的長槽(該長槽的結(jié)構(gòu)布局與上片中的長槽完全相同)及用于嵌入所述的光纖；所述上片的右半部分與左半部分對稱于豎直中軸線布置。

下片的作用是承受并將上片內(nèi)層傳遞過來的縱向頂壓力傳遞到機架，并將下片內(nèi)層獲得的由上片內(nèi)層傳遞過來的橫向受力，通過下片的C形彈性結(jié)構(gòu)的變形轉(zhuǎn)換為下片內(nèi)層的橫向位移，從而使得下片長槽中的光纖發(fā)生彎曲變化，從而輸出滑動信號。為此，上片的內(nèi)層與下片的內(nèi)層通過三個小孔鉚接。上片的下表面與下片上的表面磨平，使之相對光滑。

由圖可見：螺釘將蓋片與上片固接后，以及鉚接將上下片的內(nèi)層固接后，正好將光纖頂壓在長槽中(圖中顯示有4根光纖)；長槽中央部位2-41的一側(cè)是外層，另一側(cè)是內(nèi)層。當(dāng)外層和內(nèi)層發(fā)生相對位移時，受到擠壓的光纖曲率半徑即產(chǎn)生變化，導(dǎo)致光纖中傳輸?shù)墓馔慨a(chǎn)生變化，光通量的變化表達并傳遞給上位機后，即可通過預(yù)先設(shè)定的程序計算出滑動方向及滑動量大小。