光纤光栅传感器在柔性机械臂位姿检测的应用

摘要

针对轴向大变形的柔性机械臂姿态检测问题,在传统分段恒定曲率(CPCC)传感检测模型的基础上,提出了基于光纤光栅(FBG)的改进型分段恒定曲率(IPCC)传感检测模型。对CPCC的运动学模型进行了优化,考虑了非线性柔性材料变形而引起的附加变形,定量分析了FBG应变和耦合应变之间的关系。根据实验结果分析表明,应用IPCC传感检测模型检测位姿坐标的最大误差不超过0.75 mm,欧拉角的最大误差小于1%,验证IPCC算法对大变形柔性机械臂空间姿态检测中具有较高的精度,能为实现反馈控制提供可靠的反馈数据。