[發明專利]電磁場平臺及具有其的控制系統

在審

• 申請號: 202011483834.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112700942A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 楊浩;張炳勝;牛福洲;程亮;孫妍珺;李相鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01F7/06
• 分類號: H01F7/06;A61B34/30
• 代理公司: 蘇州見山知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 袁麗花

本發明公開了一種電磁場平臺及具有其的控制系統。電磁場平臺包括用于產生勻強磁場的亥姆霍茲線圈，用于產生均勻的梯度磁場的麥克斯韋線圈，其中，麥克斯韋線圈的中心軸線與亥姆霍茲線圈的中心軸線重疊，用于支撐所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈且可帶動所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈在水平面內旋轉的旋轉臺，工作臺和電源。本發明實施例所提供的電磁場平臺至少能夠實現結構簡單、易于驅動磁控微機器人轉向和提高控制精度之一的發明目的。

技術領域

本發明涉及電磁場的技術領域，特別是涉及一種電磁場平臺及具有其的控制系統。

背景技術

磁控微機器人具有小尺寸、自由無約束和可控的優點，在生物、醫學、微組裝、微納操作方面得到了廣泛關注。磁控微機器人在微流控芯片上的微粒檢測、運輸、微小零件的加工與組裝、微電路系統的裝配作業等均發揮著重要作用。磁控微機器人在醫學領域，人體血管內進行靶向載藥、微創/無創診斷和手術等應用已經成為熱門，它的應用大大減緩病人受到的痛苦。當人體的某個器官發生病變時，一般外科醫生是通過對患者進行外科手術來進行治療。磁控微機器人則是直接進入狹窄的人體器官通道(如腸道、食道、血管等)，對病變的部位進行治療。

磁控微機器人的運動是基于磁場變化的原理進行驅動控制。磁場驅動具有極大的優勢，因為磁場對人體細胞組織無損傷且穿透性強，微納米機器人無需攜帶電源等動力。目前，驅動磁控微機器人的磁場裝置不僅價格昂貴、結構復雜，而且不易驅動磁控微機器人的轉向且控制精度不高。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種電磁場平臺及具有其的控制系統。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種電磁場平臺及具有其的控制系統。本發明實施例所提供的電磁場平臺至少能夠實現結構簡單、易于驅動磁控微機器人轉向和提高控制精度之一的發明目的。本發明實施例所提供的控制系統包括所述電磁場平臺，能夠控制磁控微機器人定位至目標位置。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：一種電磁場平臺包括：亥姆霍茲線圈，用于在沿所述亥姆霍茲線圈的軸線方向的預設區域內產生勻強磁場；麥克斯韋線圈，用于在沿所述麥克斯韋線圈的軸線方向的預設區域內產生均勻的梯度磁場；所述麥克斯韋線圈的中心軸線與所述亥姆霍茲線圈的中心軸線重疊；旋轉臺，用于支撐所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈且可帶動所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈在水平面內旋轉；工作臺，用于作為磁控機器人的工作區域；電源，用于為所述電磁場平臺提供動力源。

作為本發明的進一步改進，所述電源包括第一直流電源，與所述亥姆霍茲線圈連接，用于對所述亥姆霍茲線圈提供電流；第二直流電源，與所述麥克斯韋線圈連接，用于對所述麥克斯韋線圈提供電流。

作為本發明的進一步改進，所述旋轉臺包括旋轉臺平臺，用于支撐所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈；旋轉電機，用于驅動所述旋轉臺平臺在水平內旋轉，從而帶動所述亥姆霍茲線圈與所述麥克斯韋線圈在水平面內旋轉。

作為本發明的進一步改進，所述電源包括交流電源，與所述旋轉電機連接，用于對所述旋轉電機提供動力源。

作為本發明的進一步改進，所述亥姆霍茲線圈包括第一亥姆霍茲線圈和第二亥姆霍茲線圈，所述麥克斯韋線圈包括第一麥克斯韋線圈和第二麥克斯韋線圈，所述第一亥姆霍茲線圈與所述第二亥姆霍茲線圈同軸間隔預設距離，所述第一麥克斯韋線圈與所述第一亥姆霍茲線圈相鄰，所述第二麥克斯韋線圈與所述第二亥姆霍茲線圈相鄰。

作為本發明的進一步改進，所述第一麥克斯韋線圈位于所述第一亥姆霍茲線圈的相鄰外側，所述第二麥克斯韋線圈位于所述第二亥姆霍茲線圈的相鄰外側。

作為本發明的進一步改進，所述工作臺位于所述第一亥姆霍茲線圈與所述第二亥姆霍茲線圈之間，所述工作臺的平面與所述亥姆霍茲線圈的中心軸線平行。