技术摘要：
基于光纤传感的多自由度连续型臂和机器人，该多自由度连续型臂包括至少两个臂杆、连接相邻臂杆的关节以及驱动结构，所述至少两个臂杆和所述关节构成连续关节骨架，还包括搭载在所述连续关节骨架上的光纤光栅，所述光纤光栅的栅区部分以空间上间隔的方式设置在所述关节  全部
背景技术：
连续型机器人是一种多关节串联的多自由度机器人，它仿照象鼻或章鱼足的特 点，可以在自身多处向任意方向弯曲。连续型机器人灵活多变，工作半径大，适合在管道、狭 缝、复杂结构、易损伤结构中工作，对多障碍物环境适应性非常强，一些典型的应用场景如 复杂机械结构的检查探伤、医疗内窥镜等。图1a至图1c示出了几种连续型机器人结构。 连续型机器人是近几年开始发展的一种新型机器人结构，它不同于传统离散型刚 性机器人，后者的结构通常是刚性杆与离散关节构成，在作业时往往存在工作空间小、易与 环境碰撞等问题，连续型机器人因其强大的自由弯曲变形能力，对多变复杂的空间适应性 非常强，并且可以有多种工作方式，不仅可以通过末端的执行器进行探测、抓取等工作，也 可以通过自身的弯曲变形对物体进行卷绕抓取。 连续型机器人的最大问题是姿态误差较大，由于这种类型机器人的关节是串联结 构，前一级的误差会叠加到下一级上并通过臂长放大，因此机器人末端位置误差最大，另一 方面由于连续型机器人结构往往为长圆柱形，内部被骨架、筋腱等占据，无法放置关节测量 元件，因此通常臂形姿态测量在机器人根部或通过外界光学测量，一方面造成误差另一方 面也限制了机器人的工作条件。 传统连续型机器人由于机器臂内部空间限制通常采用驱动器端进行姿态估计或 采用外部视觉系统，前者易收到驱动绳弹性和摩擦力影响降低精度，后者易受到环境遮挡 限制和光学噪声影响。 一种采用驱动绳末端测量的方案，如图2a和图2b所示的多自由度连续机器人结构 是通过多端刚性杆连接，关节处通过三根或以上低弹性绳拉动驱动，驱动绳一直保持拉紧 状态，当关节向不同方向弯曲时，三根驱动绳各自的伸缩量不同，通过测量驱动绳伸缩量就 可以得到关节的弯曲状态。另一种方式是关节向不同方向弯曲时，驱动器的力矩不同，通过 驱动器力矩反馈得到关节的弯曲状态。 采用驱动绳末端测量的方案的缺点： (1)当关节数较多时驱动绳5往往产生明显弹性，伸缩量与关节3实际姿态不同。 (2)驱动绳5与上基盘2、下基盘4之间会产生较大摩擦力，干扰驱动器6的力矩测 量。 (3)测量驱动绳5长度往往采用编码器等器件，关节数较多时测量系统的复杂度增 加，数据采集受限。 一种采用外部视觉测量的方案，如图3所示的机器人本身并不含有测量系统，机器 人9仅由驱动器、骨架、驱动筋腱等组成，在机器人9外部通过摄像机7、10、识别靶盘8进行视 觉捕捉，或者采用结构光、激光雷达等，并通过图像处理等方式估计机器人的位姿。 3 CN 111590602 A 说　明　书 2/5 页 采用外部视觉测量的方案的缺点： (1)机器人周边不能有遮挡，大大限制了机器人在复杂环境中的应用。 (2)图像处理的速度不高，采样率往往在10Hz量级。 (3)图像处理的精度不高，受限于环境的光学噪声和采集器的像素精度。 以上
技术实现要素：
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