一种基于微创手术工具的六维力传感器

    公开(公告)号:CN119023121A

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202411140470.8

    申请日:2024-08-20

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开一种基于微创手术工具的六维力传感器,该六维力传感器由六条光纤布拉格光栅粘贴在手术工具的空心玻璃纤维圆杆靠近末端执行工具的弹性结构体上构成,弹性结构体由刻有轴向光纤槽的两个圆环和轴向光栅槽的六根柔性圆柱构成,六条光纤布拉格光栅通过感知弹性结构体的形变实时测量三个维度的力和力矩,即X、Y和Z轴三个方向的力Fx、Fy和Fz,以及X、Y和Z轴三个方向的力矩Mx、My和Mz,实现六维力感知。为增强传感器的灵敏度,六根柔性圆柱与空心玻璃纤维圆杆倾斜角度设有倾斜角度。本发明所述的力传感器具有全维力信息,抗电磁干扰,成本较低等优点。

    基于取样光纤光栅的微创外科手术机器人多维力传感器

    公开(公告)号:CN118225285A

    公开(公告)日:2024-06-21

    申请号:CN202410380177.2

    申请日:2024-03-30

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开一种基于取样光纤光栅的微创外科手术机器人多维力传感器,该传感器是由一根刻有取样光纤光栅的传感光纤通过螺旋方式粘贴在手术器械末端的空心玻璃圆杆上,该取样光纤光栅的反射谱具有N个主反射峰,其中N为大于等于4的自然数。当在手术器械末端施加力时,通过螺旋安装方式的取样光纤光栅,不同位置产生的应变量不同,因此各个主反射峰频移量不同。此外,针对光纤光栅易受温度的影响,该取样光纤光栅主反射峰的波长和反射率对温度和应变同时敏感,可以通过主反射峰的波长频移和反射率变化同时解调温度与力。本发明所述的力传感器具有结构简单,易于安装,抗电磁干扰,成本较低等优点。

    一种基于手术器械的多维力传感器的标定装置及方法

    公开(公告)号:CN118225314A

    公开(公告)日:2024-06-21

    申请号:CN202410380176.8

    申请日:2024-03-30

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开一种基于手术器械的多维力传感器的标定装置及方法,标定装置包括固定平台、立柱、连接器、竖直滑块、直线导轨、横梁、水平滑块、定滑轮组件、定滑轮、轴部固定器、钢丝绳‑弹簧组件、固定基座、电机锁定卡板、手术器械基座、手术器械轴部、施力加载帽、六个挂钩、一字型连接件、行走装置、齿条、连接片、齿轮、电机、电机固定装置。标定方法可实现对单维度或复合维度的基于手术器械的力传感器进行标定。本发明的标定装置及方法可实现对六维力传感器的自动标定,具有测量范围广,经济可靠,操作简便,成本较低,标定结果精确等优点。

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