分层六维FBG力传感器

重力自补偿

一种用于骨科手术机器人的力/力矩传感器,通过分层C形梁结构和重力自补偿方法,实现高谐振频率和低耦合误差的实时力检测。

李天梁 · Chen, Fayin · Zebin, Zhao · Qingfeng, Pei · 谭跃刚 · Zhou, Zude

IEEE Transactions on Industrial Electronics 2023

参数信息

测量各向同性提升(力)
31.4 %
测量各向同性提升(力矩)
30.7 %
谐振频率
232 Hz
相对误差
8.27 %
力检测误差(重力自补偿后)
7.4 %

技术优势

测量各向同性高

多目标优化使力和力矩的各向同性分别提升31.4%和30.7%,传感器各方向响应更均匀。

动态响应快

传感器谐振频率超过232 Hz,能快速响应钻孔过程中的力变化。

耦合误差低

实验结果显示低耦合误差,六维力/力矩之间的串扰小。

重力自补偿精度高

重力自补偿方法使检测力与参考值的误差小于7.4%。

应用场景