一种新型基于光纤柔性铰链的六维微位姿并联测量平台

摘要

提出一种集传感和弹性运动副于一体的光纤柔性铰链,并通过光纤柔性铰链构造并联平台,实现六维微位姿的在线检测.这种光纤柔性铰链基于光纤曲率传感器的测量原理,通过检测光纤柔性铰链的角位移来获得微动平台的位置与方向.研究了光纤柔性铰链的位姿测量原理和曲率测量机理,以及直线位移和角位移同光纤柔性铰链曲率的变化关系,分析了传感器各参数对灵敏度的影响;利用光纤柔性铰链灵敏度具有方向性的特点制作六维位姿测量平台,减小传感器的维间耦合;设计了传感器的标定模型及标定方案并通过实验验证.这种六维微位姿测量传感平台具有结构紧凑,测量力小,测量行程大的特点,适合应用于微操作系统中的多维微位姿的在线检测和末端执行器的微位姿闭环控制.