[發明專利]一種用于磁納米馬達的聲磁雙動力驅動裝置

有效

• 申請號: 201610106387.8
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105577025B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 劉敏;潘禮慶;樸紅光;楊先衛;羅志會;鄭勝;劉一曼
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H01F7/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明屬于納米馬達驅動裝置范圍，尤其是一種用于磁納米馬達的聲磁雙動力驅動裝置。

背景技術

納米馬達是一類人工合成的納米尺度的動力機器，它可將化學、物理或生物反應中的能量轉換成機械功輸出獲取動力，進而在微小空間內實現物質輸運、能量傳遞、信息采集等功能。目前，納米馬達已經在生命科學、環境監測、食品分析、醫藥工程、基因工程等領域展現出了強大的應用潛力。磁場與超聲場是兩種常見的物理場，它們均可在空間中實現信息與能量的遠程無線傳輸。因此，磁場與超聲場也成為了驅動納米馬達的最佳候選方式。近年來，科研工作者已經逐步實現了利用磁場或超聲場控制納米馬達前進、后退、懸停、跳躍、排列等動作，為納米馬達的進一步應用打下了良好的基礎。

盡管利用磁場和超聲場驅動納米馬達技術正在逐步發展，但目前納米馬達驅動設備的開發卻很不成熟。特別是，在復雜環境中，單一動力驅動納米馬達會產生一定局限。例如，在生物樣品中，超聲可能對某些細胞產生損害；在非磁性納米馬達上，磁場驅動又無法實現。而磁場聯合超聲驅動雙動力驅動模式可以克服單一動力驅動納米馬達的不足，使二者相互彌補，從而極大提高納米馬達的環境適應性與可操控性?；诖?，開發應用于磁性納米馬達的磁聲雙動力驅動裝置，對納米馬達的動力學研究、實驗及后續應用具有極為重要的意義。目前國內尚未發現類似裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于磁納米馬達的聲磁雙動力驅動裝置，可以解決納米馬達研究領域無成熟驅動裝置的問題，設計了一種利用磁場及超聲場聯合驅動磁性納米馬達的磁聲雙動力驅動裝置，提高了磁性納米馬達的環境適應性與可操控性。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種用于磁納米馬達的聲磁雙動力驅動裝置，包括底部固定支座，

底部固定支座上固定安裝有內部支撐固定組件；

內部支撐固定組件中，中空底部筒體固定安裝于底部固定支座上，中空穿線筒一端穿過中空底部筒體的上端面并與中空底部筒體固定連接，中空穿線筒另一端與上支撐固定盤固定連接，上支撐固定盤上開設有與中空穿線筒連通的導線孔，中空穿線筒下部固定套設有下固定圓盤，下固定圓盤上開設有第一傳動孔，中空底部筒體的上端面上開設有與第一傳動孔相配合的第二傳動孔，中空底部筒體的側壁上開設有第三傳動孔；

上支撐固定盤頂部固定安裝有載物平臺；

載物平臺中，平臺體中央開設有載物圓孔，載物圓孔下方的平臺體內填充有超聲誘導層，超聲誘導層中埋設有壓電陶瓷換能片，壓電陶瓷換能片的引線與超聲前驅信號線一端連接，超聲前驅信號線另一端穿過導線孔、中空穿線筒進入中空底部筒體后經側壁穿出與外部超聲前驅信號源連接，上支撐固定盤與下固定圓盤之間的中空穿線筒上固定套設有環形導線圈，導線一端與環形導線圈連接，導線另一端伸入中空穿線筒后進入中空底部筒體后經側壁穿出與外部磁場前驅信號源連接，載物圓孔上方布置有透明介質片；

環形導線外部套設有繞載物平臺中心軸旋轉的旋轉支架，旋轉支架為上下均未封閉的圓筒體，旋轉支架兩側對稱設置有旋轉臂，各旋轉臂上方安裝有與載物平臺相配合的電磁鐵，各旋轉臂內布置有電磁鐵電源線，電磁鐵電源線一端連接有與環形導線圈相配合的取電彈片，電磁鐵電源線另一端與電磁鐵的鐵芯連接，旋轉支架的底部設置有精密齒輪圈，豎向布置的第一傳動軸兩端各設有上驅動齒輪和下驅動齒輪，上驅動齒輪與精密齒輪圈相嚙合，下驅動齒輪與設置于橫向傳動軸一端的驅動齒輪相結合，橫向傳動軸另一端穿過中空底部筒體側壁上的第三傳動孔并在端頭設置有手柄；

除旋轉支架部分的內部支撐固定組件外側套設有底座外殼，底座外殼上開設有與超聲前驅信號線相配合的超聲前驅信號孔和與導線相配合的磁場前驅信號孔。

平臺體為由非磁性固體材料制成的平臺體。

底座外殼為由非磁性固體材料制成的外殼。

旋轉支架內壁上設置有與內部支撐固定組件相配合的滾珠圈。

中空底部筒體底部設置有放置橫向傳動軸的支撐立桿。

超聲誘導層為采用碎乳膠填充物組成的超聲誘導層。

載物圓孔的直徑為1-20毫米，深度為50微米-1厘米。

本發明提供的一種用于磁納米馬達的聲磁雙動力驅動裝置，有益效果如下：

1、開發了一種新的磁性納米馬達的磁場與超聲場雙動力聯合驅動裝置，提高了磁性納米馬達的環境適應性與可操控性。

2、產生磁場的電磁鐵可以繞中心軸線轉動，便于為載物空間提供不同設計的三維空間磁場。