悬臂梁式三维FBG触觉力传感器

微创手术毫米级力觉

这款传感器以悬臂梁和空心柱结构实现三维力解耦，各轴灵敏度可独立调节，专为微创手术触诊和血管探测设计。

Shiyuan, Dong · Yang, Tianyu · Yuyang, Lou · Luo, Dong · Bin, Yang · 刘奂奂 · 吴建伟 · Dong, Yuming

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2025

参数信息

轴向力分辨率

3.36 mN

横向X力分辨率

4.37 mN

横向Y力分辨率

3.95 mN

轴向动态测量误差

2.97 %

横向X动态测量误差

3.79 %

横向Y动态测量误差

5.12 %

技术优势

无需复杂多光纤解耦

采用悬臂梁和空心柱结构，替代传统多光纤复杂解耦方式，结构简化。

各轴灵敏度可独立调节

悬臂梁和空心柱结构允许每个力分量的灵敏度独立调整，便于优化各轴性能。

猪肾离体实验验证触诊可行性

在猪肾上进行离体实验模拟肿瘤，验证了传感器用于MIS触诊的可行性，并能够检测不同深度的血管。

应用场景

• 微创手术触觉反馈：为微创手术器械提供毫牛级触觉反馈，提升手术精度与安全性。
• 手术器械力传感：直接测量手术器械与组织间的三维接触力，辅助术者感知操作力度。
• 高精度力测量：实现3.36 mN轴向分辨率，适用于高精度力测量场景。
• 光纤光栅传感器：基于光纤光栅技术，具备微型化和抗电磁干扰优势。