[發(fā)明專利]一種基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法

有效

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112476486B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳志剛;柯星星;張碩;柴治平;江佳俊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

1.一種基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于，該異質(zhì)集成方法包括以下步驟：

(1)將磁膜進(jìn)行預(yù)固化后放置在磁化磁場中以對所述磁膜中的鐵磁微顆粒進(jìn)行重新排列，得到具有特定磁疇方向的磁化磁膜；接著將磁膜進(jìn)行加熱完全固化；或者省略預(yù)固化步驟而直接將磁膜進(jìn)行完全固化后充磁磁化；

(2)將磁膜轉(zhuǎn)移至供體基底上，并使用激光將磁膜切割成圖案化的磁矢量單元及剩余部，同時采用激光對剩余部進(jìn)行表面燒蝕以選擇性改變剩余部的表面粘性，由此磁矢量單元及剩余部的表面粘性形成差異化；

(3)采用粘性印章將磁矢量單元或異質(zhì)功能單元轉(zhuǎn)印至可溶的粘性受體基底上，并將各個磁矢量單元間進(jìn)行膠接后置于水中溶解，由此得到具有一定形狀的二維/三維磁疇和功能的軟體磁性機器人。

2.如權(quán)利要求1所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：步驟(1)之前包括以下步驟：將NdFeB鐵磁微顆粒與聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物和交聯(lián)劑充分混合后在抽真空條件下除去氣泡，接著利用刮刀在成型基底上將得到的混合物刮成膜狀以形成均勻的所述磁膜。

3.如權(quán)利要求1所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：將磁膜放在60℃～85℃加熱臺上加熱2～4分鐘進(jìn)行預(yù)固化，再將磁膜放在勻強的磁化磁場中對鐵磁微粒子進(jìn)行重新排列，得到具有預(yù)定磁疇方向的磁化磁膜，并將磁膜放在60℃～85℃烘箱中加熱30～50分鐘完全固化；或者省略預(yù)固化步驟而直接進(jìn)行完全固化，并將完全固化的的磁膜放在3T的脈沖磁場下進(jìn)行充磁磁化。

4.如權(quán)利要求3所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：預(yù)固化時所采用的磁化磁場的磁通為2500Gs，完全固化時所采用的充磁磁場為3T；所述激光為紫外激光光束，表面燒蝕時所采用激光的脈沖頻率為80kHz，脈沖寬度為0.1us，工作電流為33.5A，激光掃描速度為100mm/s～2200mm/s，掃描間距為0.04mm～0.16mm。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：剩余部和供體基底表面的能量釋放率大于剩余部和粘性印章表面的能量釋放率，而磁矢量單元和供體基底表面的能量釋放率小于磁矢量單元與粘性印章表面之間的能量釋放率。

6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：粘性受體基底為水溶性的平面粘性基底或者聚乙烯醇三維基底。

7.如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：所述異質(zhì)功能單元包括能源捕獲、存儲和管理單元、傳感單元、驅(qū)動單元、計算和通訊單元中的任一個替換。

8.如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：磁膜的磁化方向、激光切割的圖案類型、可溶的粘性受體基底形狀、轉(zhuǎn)印過程中單元的排布方式以及約束決定了最終的軟體磁機器人的構(gòu)型，異質(zhì)的不同功能單元的集成決定了軟體磁機器人的最終配置和功能性。

9.如權(quán)利要求1所述的基于粘性轉(zhuǎn)印的軟體機器人的異質(zhì)集成方法，其特征在于：將磁膜放在75℃加熱臺上加熱3分鐘以進(jìn)行預(yù)固化來降低其流動性，再放在由磁化強磁鐵對產(chǎn)生的勻強的磁化磁場中以對NdFeB鐵磁微粒子進(jìn)行重新排列，得到具有預(yù)定磁疇方向的磁化磁膜；或者省略預(yù)固化步驟而直接進(jìn)行完全固化，并將完全固化的磁膜放在3T的脈沖磁場下進(jìn)行充磁磁化。