[發明專利]一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統

在審

• 申請號: 201710547179.6
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107179780A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 宋霜;宋時間;孟慶虎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，包括一對X軸赫姆霍茲線圈、一對X軸麥克斯韋線圈、一對Y軸赫姆霍茲線圈、一對Y軸麥克斯韋線圈、一對Z軸赫姆霍茲線圈和一對Z軸麥克斯韋線圈，其特征在于，上述每對線圈均平行設置，一對X軸赫姆霍茲線圈位于一對X軸麥克斯韋線圈內側，一對Y軸赫姆霍茲線圈位于一對Y軸麥克斯韋線圈內側，一對Z軸赫姆霍茲線圈位于一對Z軸麥克斯韋線圈內側，所述一對Y軸赫姆霍茲線圈、一對Y軸麥克斯韋線圈位于一對X軸赫姆霍茲線圈、一對X軸麥克斯韋線圈外側，一對Z軸赫姆霍茲線圈和一對Z軸麥克斯韋線圈位于一對X軸赫姆霍茲線圈、一對X軸麥克斯韋線圈內側，三對赫姆霍茲線圈軸向方向兩兩正交，三對麥克斯韋線圈軸向方向兩兩正交，六對線圈軸向方向共同指向的中間區域為微機器人驅動的工作空間，還包括兩個視頻監控裝置，兩個視頻監控裝置正交放置，獲取微機器人運動的圖片傳送至上位機，上位機輸出控制信號給下位機，下位機作用于電磁線圈電流源產生的電磁場用來閉環控制微機器人的運動。

2.根據權利要求1所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，對于每一個軸方向上的赫姆霍茲線圈和麥克斯韋線均圈設計在同一個線圈骨架上。

3.根據權利要求1所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，通過重力補償控制算法計算出微機器人在三個軸向分量產生的磁力，求出微機器人在工作空間中所需的磁場規律。

4.根據權利要求1所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，六對線圈任意每對線圈可以用一個獨立的電流源，也可以用兩個獨立的電流源來控制通入線圈的電流；對于整個三維電磁驅動裝置最少需要六個獨立的電流源，最多可用十二個獨立的電流源。

5.根據權利要求4所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，電流源可以采用可編程電流源，通入線圈的電流可以是直流電也可以是交流電。

6.根據權利要求4所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，當線圈通入直流電時，工作空間產生均勻磁場和均勻梯度的磁場，當線圈通入正余弦電流時可以在工作空間產生旋轉磁場。

7.根據權利要求4所述的一種視覺反饋三維電磁微機器人無纜驅動控制系統，其特征在于，通過攝像頭獲取微機器人的實際位置，期望位置與實際的差作為輸入來控制微機器人運動所需的磁力，進而實時調整輸入各個線圈的電流，可以實時閉環控制微機器人在工作空間中不同方向的運動。