光纖光柵傳感器在柔性機械臂位姿檢測的應用*

于志宏，張 巧

(1.衡水職業技術學院計算機系，衡水 053000；2.河北工程技術學院計算機系，石家莊 050091)

0 引言

柔性傳感器是對柔性機械臂實現閉環控制具有重要作用，現有的位姿檢測方法有磁場檢測、電檢測、視覺檢測和FBG檢測。相對于高剛度的電檢測，電磁干擾的磁場檢測，以及視覺檢測，簡便輕巧且可嵌入的FBG具有高靈敏度和快速響應，具有廣泛的應用前景[1-2]。

基于光纖光柵的形狀傳感器在工業領域的應用是目前研究的重點。盧團良等[3]利用光纖光柵傳感器搭建了機床主軸軸承預緊力的監測系統，通過仿真和實驗表明了光柵傳感器監測能力的有效性。何為等[4]通過光纖光柵傳感器實現了軸瓦溫度的監控，提高了溫度監控的準確性。胡娜等[5]針對梁式龍門機床的受力特點，采用光纖光柵傳感器實時監測了其結構的變形，通過監控的數據重構了變形量，并通過實驗驗證了該測量方法的有效性。因此，光纖光柵在位姿檢測中的應用前景廣闊。

由于大多數柔性機械手都是仿生機器人，一些學者采用實驗方法建模。陳志勇等[6]針對柔性機械臂的控制問題，通過奇異攝動法提出了自適應優化控制算法，該算法具有較強的自適應性和魯棒性能，仿真結果驗證了柔性機械臂在運動控制方面具有合理性。周晟等[7]針對柔性機械臂在外界干擾的情況下，利用拉格朗日法構建了機械臂運動學模型，提出了高階滑模控制策略，并通過實驗仿真表明了所提方法在控制過程中能有效消除系統的抖振現象。……