[發(fā)明專利]光學力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380019013.7
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104244808B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 讓-巴蒂斯特·瓦爾薩米斯;尼古拉斯·科什;雅克·德維埃;克里斯托夫·科舍特爾;瓦萊里·瓦贊
• 申請（專利權）人: 布魯塞爾大學;蒙斯大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01B11/16;G01D5/26;G01K11/32;G01L1/24;A61B34/30;A61B5/22
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李靜

1.一種力傳感器(10、40、50、60、70、80)，包括：兩個結(jié)構構件(11、12、41、42、61、62、71、72、81、82)，所述兩個結(jié)構構件是間隔開的，因此所述兩個結(jié)構構件在彼此之間限定間隙(101、401、801)，并且所述兩個結(jié)構構件連接至彼此；以及多個光纖(13、45、63、73、83)，所述多個光纖固定至所述兩個結(jié)構構件，并且所述多個光纖自由地懸置在所述間隙(101、401、801)中，所述光纖中的至少兩個構造成響應于所述兩個結(jié)構構件之間的在一個或多個預定自由度中的相對位置中的變化而提供能檢測的光學特性中的變化，

其特征在于，所述多個光纖(13、45、63、73、83)中的每個均固定至所述兩個結(jié)構構件，并且所述多個光纖中的每個在所述兩個結(jié)構構件之間是連續(xù)的，以使得將所述兩個結(jié)構構件連接至彼此，并且其中，所述多個光纖是在所述兩個結(jié)構構件之間形成連接的僅有的結(jié)構，使得在使用過程中，所述多個光纖的數(shù)量、布置、尺寸和自由懸置部的長度(131)基本上限定所述兩個結(jié)構構件之間的連接在構造用于力測量的所述一個或多個預定自由度中的硬度，所述硬度至少95％由所述多個光纖來確定。

2.根據(jù)權利要求1所述的力傳感器，其中，所述一個或多個預定自由度至少包括沿著所述結(jié)構構件的公共軸線(14、44、84)的平移自由度。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器，其中，所述光纖(13、45、63、73、83)的數(shù)量、布置、尺寸和自由懸置部的長度選擇成使得在一力范圍中不會出現(xiàn)所述光纖的翹曲，所述力傳感器設計成在所述力范圍中操作。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器，其中，構造成響應于所述兩個結(jié)構構件之間的在所述一個或多個預定自由度中的相對位置的變化而提供能檢測的光學特性中的變化的光纖的數(shù)量大于所述預定自由度的數(shù)量。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器，所述力傳感器包括另一光纖，所述另一光纖固定至所述兩個結(jié)構構件的最近者和最遠者中的其中一者而不固定至另一者，并且所述另一光纖構造成提供能操作用于溫度補償?shù)哪軝z測的光學特性中的變化。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器，其中，所述多個光纖不被預張緊在所述兩個結(jié)構構件之間。

7.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器(10、50、60、70、80)，其中，所述多個光纖中的至少部分彼此平行并且至少沿著所述自由懸置部的長度而平行于所述兩個結(jié)構構件之間的公共軸線(14、84)。

8.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器(40)，其中，所述多個光纖(45)中的至少一個相對于所述兩個結(jié)構構件之間的公共軸線(44)傾斜地定向，所述多個光纖中的該至少一個至少沿著其自由懸置部的長度而傾斜地定向。

9.根據(jù)權利要求8所述的力傳感器(40)，其中，所述多個光纖中的該至少一個在相對于所述公共軸線至少10°的角度下傾斜地定向。

10.根據(jù)權利要求1或2所述的力傳感器(50)，所述力傳感器包括第三結(jié)構構件(55)，所述第三結(jié)構構件與所述兩個結(jié)構構件(11、12)對準且與所述兩個結(jié)構構件間隔開，以形成在這三個結(jié)構構件之間限定間隙(56、57)的連續(xù)布置，其中，所述光纖(13)的第一部段(531)固定至這三個結(jié)構構件的第一連續(xù)結(jié)構構件(11、55)，所述光纖的所述第一部段自由地懸置在所述第一連續(xù)結(jié)構構件之間的所述間隙(56)中，并且所述光纖的所述第一部段構造成響應于所述第一連續(xù)結(jié)構構件(11、55)之間的在一個或多個預定自由度中的相對位置中的變化而提供能檢測的光學特性中的變化，并且其中，所述光纖(13)的第二部段(532)固定至這三個結(jié)構構件的第二連續(xù)結(jié)構構件(12、55)，其中，所述第二連續(xù)結(jié)構構件中的一個與所述第一連續(xù)結(jié)構構件不同，所述光纖的所述第二部段自由地懸置在所述第二連續(xù)結(jié)構構件之間的所述間隙(57)中，并且所述光纖的所述第二部段構造成響應于所述第二連續(xù)結(jié)構構件(12、55)之間的在相同的預定自由度中的相對位置中的變化而提供能檢測的光學特性中的變化，并且其中，所述光纖是在這三個結(jié)構構件之間形成連接的僅有的結(jié)構，使得在使用過程中，所述光纖(13)的數(shù)量、布置、尺寸和自由懸置部的長度基本上限定所述連接在構造用于力測量的所述一個或多個預定自由度中的硬度，所述硬度至少95％由所述多個光纖來確定。