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公开(公告)号：CN115900574A
公开(公告)日：2023-04-04
申请号：CN202211332537.9
申请日：2022-10-28
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
IPC: G01B11/16
Abstract: 本发明提供了一种用于三维变形监测的光纤传感器，所述光纤传感器包括：多芯光纤，所述多芯光纤包括中心纤芯和围绕所述中心纤芯的多根旁轴纤芯，其中，多根所述旁轴纤芯的每一根旁轴纤芯等间距刻制光栅。本发明提采用一个多芯光纤布拉格光栅制备传感器，用飞秒激光在多芯光纤的旁轴纤芯上等间距刻出栅区，一定数量的光栅和光纤本身构成形变监测的传感器，器件结构简单，稳定性可靠，可实现对物体三位形变的监测，成本较低、重复性高，易于实现器件的批量加工。
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公开(公告)号：CN115727782A
公开(公告)日：2023-03-03
申请号：CN202211300796.3
申请日：2022-10-24
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
Abstract: 本发明提供了一种温度对多芯光纤光栅传感器三维重构影响的测试方法，包括：a、将多芯光纤光栅传感器沿曲率为15.38m‑1的路径固定在曲率试验件上；b、对所述多芯光纤光栅传感器在‑50℃至150℃范围内进行多次升温或降温处理；c、采集不同温度下的所述多芯光纤光栅传感器的三维重构坐标，绘制不同温度下的三维图形，对比不同温度对所述多芯光纤光栅传感器的三维重构图形的影响。本发明实现在多芯光纤传感器测量中温度的解耦，测试不同温度对多芯光纤传感器三维重构的影响，以确定光纤光栅传感器的有效工作的温度范围，提高多芯光纤传感器的测量精度。
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公开(公告)号：CN115708719A
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202211341508.9
申请日：2022-10-28
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
IPC: A61B34/30
Abstract: 本发明提供了一种用于三维重构的软体操作器包括，圆柱形结构的软体载体，所述软体载体内以螺旋的方式嵌入光纤，所述光纤上刻有光栅阵列；所述软体载体内部贯穿所述软体载体开设第一通孔，以及围绕所述第一通孔开设的第二通孔，所述第一通孔为圆形通孔，所述第二通孔为半圆形通孔。本发明在操作器内布设螺旋光纤光栅进行形状反馈，在操作器外布设镍钛记忆合金导丝约束最大弯曲角度，解决了直线型光纤伸缩弯曲形变范围小的问题，满足微创手术软体操作器大伸缩和各向弯曲形变时的测量需求，并且可以防止气压输入故障时操作器的弯曲扭转出现变故。
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公开(公告)号：CN115661347A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211300790.6
申请日：2022-10-24
Applicant: 北京信息科技大学 , 广州市南沙区北科光子感知技术研究院
Abstract: 本发明提供了一种多芯光纤的主动形状感知手术探针的三维重构方法，包括：a、当软体探测部件发生形变时，采集多芯光纤内每根纤芯的的布拉格光栅的波长；b、对多芯光纤内的每根纤芯进行波长‑应变曲线标定，通过标定的波长‑应变曲线计算每根纤芯的的应变；c、通过每根纤芯的应变计算每根纤芯的的弯曲曲率，d、通过每根纤芯的弯曲曲率进行曲率拟合，通过弗莱纳标架进行三维重构。本发明将光纤光栅传感理论和运动学模型相结合、通过在探针中嵌入多芯光纤光栅传感器，利用探针结构各点的测量应变的物理量信息，拟合重构出柔性变形的三维结构形态，实时监测和调控探针，以保证手术的顺利和成功的进行。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112730327B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202011392589.6
申请日：2020-12-02
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 为了实现对折射率和溶液PH值的同时测量，本发明提出一种基于光纤内空腔粗锥干涉结构的折射率PH值双参数传感器。本发明采用光纤熔接放电制作内空腔粗锥结构，配合在光纤锥区修饰水凝胶的方法，制成所需的光纤折射率PH值双参数传感器。本发明的有益效果：采用光纤干涉结构配合端面涂覆水凝胶的方法，避免了传统电化学法的电测干扰；所发明的器件结构机械强度较好，稳定性可靠；本发明可实现三光束干涉结构，从而实现光谱细分，提高测量精确度。
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公开(公告)号：CN112729377B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202011402068.4
申请日：2020-12-02
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 为了实现对液体温度和折射率双参数同时测量，本发明提出一种粗锥干涉结构、制备方法及温度浓度双参数测量方法。本发明采用光纤熔接放电的方法制备。先将两段单模光纤通过熔接机扩径光锥熔接模式大功率瞬时放电，形成具有拼接狭缝的扩径光锥，再对锥形结构多次放电，制成所需的内空腔粗锥干涉结构温度浓度双参数光纤传感器。本发明的有益效果：可实现三光束干涉结构，从而实现光谱细分，提高测量精确度；本发明的器件结构机械强度较好，稳定性可靠；采用熔接放电的方法制备的干涉型传感器，制备简便，重复性高，易于实现器件的批量加工。
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公开(公告)号：CN113029426A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202011431475.8
申请日：2020-12-07
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 本发明涉及一种飞秒激光直写光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的金属镀膜气压探针。该传感器首先使用飞秒激光直写技术进行FBG制备，将带涂覆层的光纤置于三维移动平台上，保证视野清晰，将飞秒激光光斑聚焦至纤芯，采用直写方式在纤芯区域制备FBG。其次使用光纤精密切割装置将光纤光栅切断，并在其端面进行金属镀膜，制成光纤气压探针。采用本发明提供的技术方案制作的飞秒激光直写FBG的金属镀膜气压探针为全光纤结构，可避免电磁干扰，耐高温，结构及制作工艺简单，可靠性好、灵敏度高。
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公开(公告)号：CN112998860A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202011459730.X
申请日：2020-12-11
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: A61B34/30
Abstract: 本发明提供一种用于微创外科手术单节软体操作器，软体操作器包括柱体，柱体内开设有加强室和流体室；其中，加强室设置在柱体中部，流体室设置有三个，三个流体室均匀分布在加强室周围；加强室横截面为圆形，流体室横截面的半圆形。本发明的有益效果：本发明采用硅胶塑模的方式，实现了单节软体手术机器人的制作，制作出可实现大尺度弯曲变形的软体手术操作器，软体操作器本体采用软材料制造，在原理上具有无限自由度，在微创手术狭小空间操作时本质安全、不易造成损伤，具有很高的灵活性、适应性和安全性。因此，该技术在微创手术应用中优势明显，为解决手术操作器瓶颈问题供了新的思路和契机。
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