技術特征：

1.一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：

該系統(tǒng)包括仿生觸須傳感器、底部基座、電機和解調(diào)儀，所述底部基座外部側(cè)面設置若干所述仿生觸須傳感器，所述底部基座內(nèi)部安裝所述電機，所述電機與所述仿生觸須傳感器連接，控制所述仿生觸須傳感器轉(zhuǎn)動進行掃描式感知，所述仿生觸須傳感器與所述解調(diào)儀連接，所述解調(diào)儀與機器人的上位機連接，所述仿生觸須傳感器將FBG波長變化傳輸至所述解調(diào)儀解調(diào)，并將解調(diào)信號傳輸至上位機，由上位機進行信號分析得到機器人在運動過程中遇到的障礙物并得到離障礙物的距離。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：所述底部基座采用空心六棱柱，空心六棱柱的六個外側(cè)面中心位置均設置一個所述仿生觸須傳感器，所述仿生觸須傳感器與其連接的空心六棱柱的側(cè)表面垂直。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：所述仿生觸須傳感器包括仿生觸須結(jié)構(gòu)，所述仿生觸須結(jié)構(gòu)內(nèi)部設置中空空間，所述中空空間內(nèi)嵌入光纖，所述光纖的光柵位置設置到靠近仿生觸須結(jié)構(gòu)根部。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：所述仿生觸須結(jié)構(gòu)采用圓柱形結(jié)構(gòu)，所述仿生觸須結(jié)構(gòu)的材料采用聚二甲硅氧烷。

5.如權(quán)利要求4所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：所述仿生觸須結(jié)構(gòu)的材料采用液態(tài)聚二甲硅氧烷和其配套的固化劑混合物混合組成；所述液態(tài)聚二甲硅氧烷和其配套的固化劑混合物的混合比例為質(zhì)量比10：1。

6.一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)的測距方法，應用于權(quán)利要求1-5任一所述一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)，其特征是：所述方法包括以下步驟：

(1)在機器人行進過程中利用所述電機轉(zhuǎn)動帶動所述仿生觸須傳感器轉(zhuǎn)動進行掃描式感知，當機器人在行進過程中碰到障礙物后，所述電機停止運動，所述仿生觸須傳感器發(fā)生彎曲，嵌入在所述仿生觸須傳感器中的FBG波長發(fā)生變化；

(2)將所述仿生觸須傳感器發(fā)生彎曲前后的FBG波長信號傳輸至所述解調(diào)儀解調(diào)，并將解調(diào)信號傳輸至上位機得到FBG波長變化量，在上位機內(nèi)根據(jù)懸臂梁結(jié)構(gòu)模型建立FBG波長變化量與光柵位置處的撓度的數(shù)學模型，得到光柵位置處的撓度；

(3)將所述仿生觸須傳感器的仿生觸須結(jié)構(gòu)作為彈性梁進行分析，所述仿生觸須結(jié)構(gòu)在與障礙物觸碰過程中，所述仿生觸須結(jié)構(gòu)會彎曲變形，通過步驟(2)中得到的光柵位置處的撓度，根據(jù)撓曲線微分方程得到接觸距離，從而獲得障礙物的位置信息。

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)的測距方法，其特征是：所述步驟(2)中，基于懸臂梁結(jié)構(gòu)模型的FBG波長變化量與光柵位置處的撓度的數(shù)學模型如公式(1)所示：

${\mathrm{\Δ\λ}}_B=(1-{\mathrm{\ρ}}_e)\frac{3(L-x)d}{2L^3}{\mathrm{\λ}}_B\·y---\left(1\right)$

其中，Δλ_B是F BG波長變化量，y是光柵粘貼位置處的撓度，ρ_e是光纖的光彈性系數(shù)，L是仿生觸須結(jié)構(gòu)的長度，x是光柵粘貼位置，d是仿生觸須結(jié)構(gòu)的半徑。

8.如權(quán)利要求6所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)的測距方法，其特征是：所述步驟(3)中，撓曲線微分方程為：

$\frac{\frac{d^{2}y}{{\mathrm{dx}}^2}}{{\[1+{\left(\frac{dy}{dx}\right)}^2\]}^{\frac{2}{3}}}=\frac{M\left(x\right)}{EI}---\left(3\right)$

其中，y是距仿生觸須結(jié)構(gòu)根部距離為x處的撓度，E為彈性楊氏模量，I為橫截面的轉(zhuǎn)動慣量，M(x)為仿生觸須結(jié)構(gòu)根部彎矩。

9.如權(quán)利要求8所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)的測距方法，其特征是：所述步驟(3)中，仿生觸須結(jié)構(gòu)在碰觸到障礙物后沿原方向移動微小距離，故觸碰過程中變形足夠小，此時與1相比很小，可以忽略，則撓曲線微分方程(3)可近似為：

EIy″＝M(x)＝-F(l-x) (4)

對上式(4)積分可得到觸須撓曲線方程：

$EIy=\frac{{\mathrm{Fx}}^3}{6}-\frac{{\mathrm{Flx}}^2}{2}+C_{1}x+C_2---\left(5\right)$

其中，C1、C2為常數(shù)。

10.如權(quán)利要求6所述的一種基于FBG仿生觸須傳感器的機器人測距系統(tǒng)的測距方法，其特征是：所述步驟(3)中，當仿生觸須結(jié)構(gòu)碰觸到物體時，根據(jù)如下公式計算仿生觸須結(jié)構(gòu)根部彎矩

M(x)＝-F(l-x) (2)

其中，M(x)為仿生觸須結(jié)構(gòu)根部彎矩，F(xiàn)為仿生觸須結(jié)構(gòu)在接觸點所受的力，l為仿生觸須結(jié)構(gòu)根部到接觸點距離。