[發明專利]一種彎曲角度檢測傳感器

有效

• 申請號: 201811616193.8
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109631820B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 吳青聰;邵子宴;吳洪濤;陳柏;張玉明;劉煥瑞;陸龍海
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

本發明公開了一種彎曲角度檢測傳感器，包括固定座、線位移傳感器、調節螺栓、鋼絲繩索、空心彈簧套管以及末端固定件；在固定座上設置有矩形槽，線位移傳感器通過螺紋旋緊固定在固定座上，線位移傳感器的拉桿從矩形槽后部的螺紋孔內伸出；調節螺栓內設有中空通孔，通過螺紋旋緊固定在固定座的矩形槽前部，在調節螺栓的旋緊端設有沉孔，在末端固定件內側設有沉孔，空心彈簧套管的一端壓在所述調節螺栓的沉孔內，另一端壓在所述末端固定件的沉孔內；鋼絲繩索從空心彈簧套管內穿過，一端固定在末端固定件上，另一端穿過調節螺栓的通孔，固定在線位移傳感器的拉桿末端上。本發明結構輕便簡單，對使用環境無要求，能夠在水、油等較惡劣環境中使用。

技術領域

本發明涉及整體彎曲角度檢測領域，具體涉及一種旨在能夠檢測彎曲結構的整體彎曲角度的檢測傳感器。

背景技術

機構的彎曲狀態是機構的一項重要參數，其彎曲角度對系統的性能有著至關重要的影響。當機構是按照規則形狀發生彎曲時，其彎曲角度較為容易獲得，但是當機構沒有按照規則形狀彎曲，或者機構在多處位置上發生不同程度的彎曲的時候，此時系統的整體彎曲角度是難以獲得的。

另外在一些復雜環境，如蛇形搜救機器人，內窺鏡機器人，微創手術機器人等，系統的彎曲程度對系統的精密控制有著至關重要的影響。但是對于這些機構來說，對系統整體的監視較為困難，在系統末端布置傳感器來檢測又會帶來機構的臃腫，尤其是對內窺鏡機器人和微創手術機器人來說，其工作環境狹小，且機構末端要深入人體內部，不宜添加傳感檢測裝置，另外還需要考慮與人體相容性等問題。

在專利號CN100509195C的發明專利中，公開了一種高精度曲率測控裝置及方法，它通過三個直線位移檢測機構來檢測鋼料曲線上的變形量，但是其檢測僅能用于檢測簡單規則的單一彎曲狀況，無法對復雜的無規則形狀的彎曲狀況進行檢測。

在專利號CN102640232B的發明專利中，公開了一種具有彎曲傳感器的電纜和檢測其中電纜的彎曲狀況的系統和方法，可以對工作期間發生彎曲的線纜進行測量，但是其檢測結構比較笨重，而且僅適用于重型電纜的檢測，限制了其應用范圍。

在專利號CN106017343A的發明專利中，公開了一種帶空氣間隙的光纖彎曲傳感器及測量方法，它通過測量光纖上間隙的光強衰減來得到機構的彎曲情況，雖然其結構較為簡單，但是對檢測的環境有一定的要求，而且其計算方法較為復雜。

因此，針對上述技術問題，有必要提出一種可以在輸入端檢測機構的整體彎曲角度的檢測傳感器和計算方法，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明針對上述不足，提供了一種彎曲角度檢測傳感器，它能夠實時的檢測彎曲結構的整體彎曲角度，并對其檢測原理做以說明。

一種彎曲角度檢測傳感器，包括固定座、線位移傳感器、調節螺栓、鋼絲繩索、空心彈簧套管以及末端固定件；

在所述固定座上設置有矩形槽，在所述矩形槽前后部分別開設有螺紋孔，所述線位移傳感器通過所述螺紋與所述螺紋孔配合旋緊固定在所述固定座上，所述線位移傳感器的拉桿從所述矩形槽后部的螺紋孔內伸出；

所述調節螺栓內設有中空通孔，所述通孔的孔徑大于所述鋼絲繩索的直徑；所述調節螺栓通過螺紋配合旋緊固定在所述固定座的矩形槽前部位置；

在所述調節螺栓的旋緊端設有沉孔，所述沉孔的孔徑大于所述水空心彈簧套管的外徑；在所述末端固定件內側設有沉孔，所述沉孔的孔徑大于所述空心彈簧套管的外徑；所述空心彈簧套管的一端壓在所述調節螺栓的沉孔內，另一端壓在所述末端固定件的沉孔內；所述鋼絲繩索從所述空心彈簧套管內穿過，一端固定在所述末端固定件上，另一端穿過所述調節螺栓的通孔，固定在所述線位移傳感器的拉桿末端上。