随着机器人技术的不断发展,智能柔性体即软体机器人凭借其柔性和安全性的优势,弥补了传统刚性机器人的缺陷,成为机器人研究领域中的新兴热点。当前有关软体机器人的研究多是关于运动控制方式方法的设计研究,主要采用开环控制,效果并不理想,所以开展对于软体机器人柔体变形过程的实时监控检测,实现运动信息反馈,具有重要的研究意义和应用前景。本文将柔性软体机器人与光纤传感检测技术相结合,通过实时感知反馈智能柔性体的运动位置、形状参数等信息,完成对于机器人本体的形状检测,实现具有反馈环节的柔性体闭环精准控制,以应对复杂环境中的多重考验。本文主要研究内容如下:(1)选定应用广泛、研究成熟的软体抓取机器人作为本文研究原型,这类智能柔性体具有较大的长径比,运动变形方式包括弯曲、伸缩、扭转变形,其中弯曲为主要形变手段,其形状可以通过中心线的连续轨迹或离散点表示。根据分段常曲率方法,建立柔性体运动模型,将柔性体切分为若干常曲率分段,之后连接组合各个分段,形成完整变形形状曲线。并由有限的测量信息插值获得更多参数信息,提高形变曲线重构精度。结合柔性体运动模型的形状重构理论推导过程,编写LabVIEW的动态数据处理程序,并根据不同情景仿真柔性体变形形状曲线,验证了重构算法的可行性。(2)针对石英光纤光栅量程无法满足柔性体变形过程大应变测量需求的问题,将光纤光栅螺旋倾斜布置,降低光纤光栅实际测量应变,提高柔性体轴向应变测量量程。合理规划周向布置传感测点的布局,设计柔性体形变感知网络,实现对柔性体大变形的弯曲、伸缩、扭转状态参数的集成检测。根据光纤光栅测量的形状参数应变方程,编写LabVIEW的测量结果处理程序模块,与之前动态数据处理程序结合,构建柔性体形变曲线可视化平台。(3)搭建柔性体形变实验平台,实验验证了光纤光栅测量拉压应变的可行性和良好的测量重复性。通过柔性体变形实验与理论结果的比对,验证了柔性体形变感知网络的可行性和准确性,表明了柔性体形变感知网络的设计是可靠的,具有实用价值。分析了实验误差,提出减小误差、提高重构精度的措施。(4)建立表面粘贴式FBG传感器应变传递模型,理论推导了应变传递机理,得到了沿传感器标距各点的应变传递率和平均应变传递率。根据理论公式,分析胶结层实际粘接的物理参数对应变传递的影响。通过有限元仿真对理论结果进行了验证。