基于光纤布拉格光栅的精细化多维力触觉传感器结构设计与仿真研究

作     者：曾佳欣 熊鹏文 张强 龚思瑾 黄鑫 ZENG Jiaxin;XIONG Pengwen;ZHANG Qiang;GONG Sijin;HUANG Xin

作者机构：南昌大学信息工程学院江西南昌330031 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62163024,61903175,62161022) 江西省主要学科学术和技术带头人项目(20204BCJ23006) 

出 版 物：《中国测试》 (China Measurement & Test)

年 卷 期：2021年第47卷第11期

页      码：94-100页

摘      要：针对胸腔穿刺引流等精细化微创手术中接触力反馈不佳及无法感知不同方向力触觉信息的问题,设计一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的精细化多维力触觉传感器,其能同时感知到手术中所受的轴向力、扭矩力和径向力信息;同时,对FBG的传感原理进行推导,分析该触觉传感器的结构设计,并采用有限元分析软件ANSYS对该传感器结构分别进行轴向力、径向力和扭矩力的受力模拟仿真。结果表明改进后的传感器相对传统构型应力强度和应力敏感区域都有所增大,测力灵敏度较高,能够更精准的检测手术过程中各方向上的力,适合应用于胸腔穿刺引流等精细化微创手术中。

主 题 词：微创手术 光纤布拉格光栅 多维力传感器 有限元分析 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.11857/j.issn.1674-5124.2020120082

馆 藏 号：203106568...