摘要：煤矿综采工作面智能化建设过程中存在刮板输送机直线度感知难、测量精度低的问题,为解决此类问题,文章以光纤光栅传感理论为基础,设计一种基于非扭曲均匀多点双芯曲率传感器。建立刮板输送机弯曲工况位姿简化模型,采用了角度递推算法建立了刮板输送机各个中部槽之间的关系。其次,对非扭曲多点双芯曲率传感器进行了标定实验并推导出了光纤光栅波长漂移与角度变化之间的数学方程。最后,基于刮板输送机实际工作状态进行了直线度感知试验研究。试验结果表明,该传感器拟合数据与实测数据具有较大的一致性,其最大误差不超过3 mm,可实现综采工作面刮板输送机弯曲度智能感知,为刮板输送机直线度监测提供了新的解决思路。

摘要：为了实现生物医疗领域软体手术机器人等柔性机构的曲率测量,本文提出并设计了基于PVC(PolyvinylChloride,聚氯乙烯)和硅胶复合基底的光纤布拉格光栅柔性曲率传感器。将光纤光栅植入到硅胶片中,并将硅胶片粘贴在PVC基底的表面,形成基于PVC和硅胶复合基底的曲率传感器。使用标准曲率校准块对传感器进行了校准实验,测试不同曲率下传感器的反射光谱、波长漂移量等参数。为了证明PVC基底对植入在硅胶中FBG传感器的性能影响,对基于PVC和硅胶复合基底和基于硅胶基底的传感器进行了灵敏度和重复性的实验测试。实验结果表明:PVC基底可以提高植入硅胶中FBG曲率传感器的灵敏度和重复性,且基于PVC-硅胶复合基底的传感器灵敏度最高可达245.5pm/m-1,偏差指数不足3%。该传感器在生物医学等软体机器人和柔性机构的曲率测量中具有广阔的应用前景。

摘要：为克服现有曲率传感器测量曲率范围小、灵敏度不高等缺陷,设计了一种以单模光纤(single mode fiber,SMF)和双芯光纤(double-core fiber,DCF)为干涉结构的SMF-PDMS-DCF柔性曲率传感器。该传感器使用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)柔性材料作为耦合器,将单模光纤和双芯光纤软连接起来,利用PDMS材料和双芯光纤构成悬臂梁,使悬臂梁弯曲可以检测出曲率大小。经实验表明:曲率在0~4.1198 m^(-1)时,反射光的波长、光谱强度都和曲率之间具有良好的线性关系;从波长和曲率的关系看,灵敏度最高可达-0.3118 nm/m^(-1);从光谱强度和曲率的关系看,灵敏度最高可到-1.6715 dB/m^(-1)。

摘要：波前曲率传感器是一类重要的波前测量装置。针对波前曲率传感器,在Visual Studio 2013平台下,基于OpenCV库函数和MFC库函数,利用C++语言开发了通用性较强的波前测量软件,实现了基于拉普拉斯算子本征模式法的波前在线测量和离线数据处理等功能。在此基础上,搭建了光栅型波前曲率传感器实验装置对该软件模块进行测试。通过与MATLAB波前复原结果进行对比,验证了该波前复原软件模块的准确性。模块化设计方法使得该软件模块具有良好的通用性和拓展性。

摘要：设计了一种新颖的属于强度调制型的光纤曲率传感器,其传感部分采用了双光纤接收组的差动结构,信号解调电路部分主要由双对数放大器ADL5310和仪表放大器AD623构成。通过弹性简支梁中点处受力产生梁面弯曲来模拟待测曲面的曲率变化,对曲率理论与传感机制两方面进行了理论研究。此外,还完成了相应的实验测试,且结果表明该传感装置对曲率变化具有很高的线性响应度。由于该传感装置具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点,因此可在曲率检测领域得到实际应用。

摘要：设计并验证了基于三芯光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)的应力不敏感向量曲率传感器。该干涉仪的结构是在两个标准单模光纤之间熔融焊接一段三芯光纤形成的。由于三芯光纤的3个纤芯在同一平面上呈直线分布,因此在光纤弯曲时,会改变两个侧芯的参数。这种结构的干涉仪可以用于矢量曲率的测量。实验结果表明,随着曲率的增加,当弯曲方向为0°时,波长向短波长方向移动,最大曲率灵敏度为-29 nm·(m^(-1))^(-1);当弯曲方向为180°时,波长向长波长方向移动,最大曲率灵敏度为41.09 nm·(m^(-1))^(-1)。随着应力的增加,应力响应没有明显变化。该传感器可以实现应力不敏感的矢量弯曲测量。

摘要：近日,中国科学院力学研究所科研团队与大连理工大学及北京航空航天大学合作,从力学结构设计出发,研制了适用于可穿戴设备的薄膜贴片式柔性曲率传感器。该传感器可以精确测量被测曲面的动态弯曲曲率和弯曲角度,而且其弯曲测量结果不受拉伸变形的影响,所以在实际应用过程中,不要求传感器与被测曲面完美粘合,只需要贴合(允许小范围滑动,如戴手套或穿紧身衣的方式)即可。

摘要：提出一种潜入式微细管道机器人的全程定位方法,设计了基于PSD位置敏感原理的曲率传感器及其检测系统。结合机器人移动参数及检测的初始条件,运用管道机器人全程定位算法在全局坐标中描述了管道机器人的空间位置。

摘要：针对大口径望远镜光学系统内部空间限制的特点,为了实现失调量校正,提出了一种基于本征系数的失调量解算方法。该方法首先利用波前曲率传感器的原理,通过交替测量前后离焦面的方式采集光斑图。然后,利用无需分区探测的本征函数法进行波前重构,利用本征系数来表征系统波像差,并依据失调量建立灵敏度矩阵模型。最后,根据失调状态与理想状态的本征系数即可求解出失调量。与其他技术途径相比,该方法具有无需添加光学元件、无需分区探测、运算简单的特点。主镜直径为1.8 m的望远镜实验结果表明,当次镜偏心距离范围为-0.9~0.9 mm、倾斜角范围为-0.2°~0.2°时,利用本征系数灵敏度矩阵法得到的计算值的误差均小于10%,对大口径望远镜中的应用具有一定的意义。

摘要：提出了全集成空间弯曲形状记忆合金电机新结构,将经过记忆处理的三根SMA丝在室温时嵌入液态硅橡胶中固化,同时集成位置传感元件与连接导线,使棒体在SMA通电升温后产生的空间弯曲变形能在断电后自如恢复,由此构成紧凑型机电一体化双程可逆致动元件。在详细阐述电机运行原理基础上,设计了基于六片应变片的曲率传感器,实现精密位置控制。进行内嵌单根SMA丝弹性棒的受力分析后,推导了形变分析数值计算方程。同时,运用叠加原理得出了近似算法并与数值计算方法进行对比研究。最后,将ESSMAA直接用作拟人手拇指主动指节,结合平面弯曲SMA电机,构建了三指六指节机械手样机,单机与多机实验验证了ESSMAA及机械手的良好运行控制品质。