一种适用于传感器的校准装置的制作方法

本申请涉及光纤传感的，更具体的，是一种适用于传感器的校准装置。

背景技术：

1、光纤传感器在航空航天、土木工程、医疗设备等领域具有广泛应用，光纤传感器的测量精度高度依赖于传感器的初始校准，一旦初始校准存在偏差，那么该偏差会作为系统误差被固化于后续所有测量数据中，直接导致整个服役周期的测量结果偏离真实值。

2、现有的光纤传感器的校准结构仅能提供单一方向拉伸或二维平面内的弯曲运动。然而，在实际应用中，例如在医疗机器人中光纤传感器需随器械在体腔内行走形成空间螺旋等复杂的三维曲线形态，现有装置无法使光纤传感器在校准过程中呈现上述复杂的三维曲线形态，导致校准状态与实际服役工况不匹配，校准参数难以真实反映光纤传感器在实际空间构型下的响应特性，最终导致校准结果可靠性不足，无法满足高精度、多场景校准需求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种适用于传感器的校准装置，能够使光纤传感器呈现任意复杂的三维空间形态以用于与实际服役工况相匹配，以真实反映光纤传感器在实际空间构型下的响应特性，提升校准结果的可靠性，从而满足高精度、多场景校准需求。

2、本申请提供的一种适用于传感器的校准装置，采用如下的技术方案：

3、一种适用于传感器的校准装置，包括：

4、框架；

5、套管，用于容纳待校准的光纤传感器，所述套管设置于所述框架且处于所述框架的中心区域；

6、多个调节机构，沿所述套管的长度方向依次设置；每个所述调节机构包括套设于所述套管外周壁的固定器、多根连接绳以及多个运动执行组件，所述连接绳与所述运动执行组件一一对应设置，多根所述连接绳绕所述固定器的轴线呈环形阵列分布，且每根所述连接绳的其中一端与所述固定器连接，另一端和与之对应设置的所述运动执行组件连接，所述运动执行组件设置于所述框架上以驱动与之对应设置的所述连接绳沿其轴向移动，带动所述固定器在垂直于所述套管轴线的平面内发生位移。

7、在一些技术方案中，所述固定器的外周壁呈环形阵列设置有多个连接部，所述连接部与所述连接绳一一对应设置，所述连接部设置有连接孔，所述连接绳穿设所述连接孔与所述连接部固定连接。

8、在一些技术方案中，每个所述调节机构中设置有四根所述连接绳以及四个所述运动执行组件，四个所述运动执行组件设置于所述框架的四个角位处，四根所述连接绳绕所述固定器的轴线呈环形阵列分布且位于同一平面内。

9、在一些技术方案中，所述运动执行组件包括驱动源和收卷件，所述驱动源固定设置于所述框架，所述收卷件与所述连接绳远离所述固定器的一端固定连接，所述收卷件设置于所述驱动源的输出端，以在所述驱动源的驱动下收放所述连接绳。

10、在一些技术方案中，所述运动执行组件还包括滑轮，所述连接绳的一端固定于所述收卷件，所述连接绳的另一端穿绕所述滑轮与所述固定器固定连接。

11、在一些技术方案中，还包括立体视觉监测机构和控制系统，所述控制系统与所述驱动源电连接，所述立体视觉监测机构设置于所述框架，用于实时监测所述套管的空间姿态以反馈至所述控制系统形成闭环校准。

12、在一些技术方案中，每个所述固定器外周壁呈环形阵列均设置有多个光学靶球，所述立体视觉监测机构包括多个相机，多个所述相机配合用于实时追踪各个所述光学靶球的空间位置信息，以重建光纤传感器的多个离散点的三维坐标形成实时三维形状信息，所述相机与所述控制系统电连接以将所述实时三维形状信息反馈至所述控制系统。

13、在一些技术方案中，所述立体视觉监测机构设置有至少两组，其中，一组所述立体视觉监测机构设置于多个所述调节机构的一侧，一组所述立体视觉监测机构设置于多个所述调节机构的另一侧。

14、在一些技术方案中，每个所述立体视觉监测机构包括两个相机，两个所述相机位于同一平面内，其中两个所述相机设置于所述框架顶部区域的两个角位处。

15、在一些技术方案中，还包括加热管，所述加热管缠绕设于所述套管外周壁。

16、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

17、根据预设的光纤传感器的形状轨迹，控制每个调节机构中的多个运动执行组件协同工作，通过运动执行组件拉动与之对应设置的连接绳沿其轴向移动，以带动对应固定器在垂直于套管轴线的平面内发生位移，从而实现对应位置的套管在平面内的二维运动；进而通过控制沿套管的长度方向并列设置的多个调节机构协同运动，从而调整套管以使其达到预设的光纤传感器的形状轨迹，使套管整体呈现所需的三维空间形态，进而保证光纤传感器能够呈现任意复杂的三维空间形态以用于与实际服役工况相匹配，以真实反映光纤传感器在实际空间构型下的响应特性，提升校准结果的可靠性，从而满足高精度、多场景校准需求。

1.一种适用于传感器的校准装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，所述固定器的外周壁呈环形阵列设置有多个连接部，所述连接部与所述连接绳一一对应设置，所述连接部设置有连接孔，所述连接绳穿设所述连接孔与所述连接部固定连接。

3.根据权利要求2所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，每个所述调节机构中设置有四根所述连接绳以及四个所述运动执行组件，四个所述运动执行组件设置于所述框架的四个角位处，四根所述连接绳绕所述固定器的轴线呈环形阵列分布且位于同一平面内。

4.根据权利要求1或3所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，所述运动执行组件包括驱动源和收卷件，所述驱动源固定设置于所述框架，所述收卷件与所述连接绳远离所述固定器的一端固定连接，所述收卷件设置于所述驱动源的输出端，以在所述驱动源的驱动下收放所述连接绳。

5.根据权利要求4所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，所述运动执行组件还包括滑轮，所述连接绳的一端固定于所述收卷件，所述连接绳的另一端穿绕所述滑轮与所述固定器固定连接。

6.根据权利要求4所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，还包括立体视觉监测机构和控制系统，所述控制系统与所述驱动源电连接，所述立体视觉监测机构设置于所述框架，用于实时监测所述套管的空间姿态以反馈至所述控制系统形成闭环校准。

7.根据权利要求6所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，每个所述固定器外周壁呈环形阵列均设置有多个光学靶球，所述立体视觉监测机构包括多个相机，多个所述相机配合用于实时追踪各个所述光学靶球的空间位置信息，以重建光纤传感器的多个离散点的三维坐标形成实时三维形状信息，所述相机与所述控制系统电连接以将所述实时三维形状信息反馈至所述控制系统。

8.根据权利要求7所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，所述立体视觉监测机构设置有至少两组，其中，一组所述立体视觉监测机构设置于多个所述调节机构的一侧，一组所述立体视觉监测机构设置于多个所述调节机构的另一侧。

9.根据权利要求8所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，每个所述立体视觉监测机构包括两个相机，两个所述相机位于同一平面内，其中两个所述相机设置于所述框架顶部区域的两个角位处。

10.根据权利要求1所述的适用于传感器的校准装置，其特征在于，还包括加热管，所述加热管缠绕设于所述套管外周壁。