[發(fā)明專利]可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110015870.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN112863805A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文濤;龔韋;王鮮;王韜;聶彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F7/06
• 分類號(hào): H01F7/06;H01F7/18;H01F7/08;G05B19/05;G05B19/19
• 代理公司: 武漢智正誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42278
• 代理人: 李衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)，該可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)控單元、主控單元、驅(qū)動(dòng)單元及磁控單元，所述磁控單元包括多個(gè)磁芯線圈。其中遠(yuǎn)控單元獲取控制指令，將所述控制指令轉(zhuǎn)化為磁場控制文件，主控單元將所述磁場控制文件轉(zhuǎn)換為數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)所述數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)，生成磁芯線圈的電流控制信號(hào)，以控制磁芯線圈中的電流通斷狀態(tài)，磁控單元根據(jù)電流控制信號(hào)控制磁芯線圈生成的合成磁場，以驅(qū)動(dòng)磁控機(jī)器人在磁控臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明技術(shù)方案能夠根據(jù)控制指令生成磁芯線圈的電路控制信號(hào)，進(jìn)而控制磁芯線圈生成的可調(diào)節(jié)的合成磁場，從而可以控制微型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，提升了對(duì)微型機(jī)器人控制能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微型機(jī)器人是指尺寸微小的、可進(jìn)行微小操作的機(jī)器人，在航天，醫(yī)療，軍事等方面有著廣泛應(yīng)用。微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的方式種類很多，如氣動(dòng)，智能材料驅(qū)動(dòng)，微電機(jī)驅(qū)動(dòng)和能量場驅(qū)動(dòng)等。在能量場驅(qū)動(dòng)方式中，磁場驅(qū)動(dòng)比較靈活，利用變化磁場改變方向和移動(dòng)速度，只需要對(duì)控制器進(jìn)行操作就可以控制磁場力的變化，達(dá)到驅(qū)動(dòng)微型機(jī)器人的目的。

現(xiàn)有的磁場驅(qū)動(dòng)方式中產(chǎn)生的磁場分布區(qū)域和方位是相對(duì)固定不變的，系統(tǒng)對(duì)磁場變化的調(diào)控能力較弱，而且不能精確調(diào)控磁場的空間分布，對(duì)微型機(jī)器人的控制能力較弱。

上述內(nèi)容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的磁場驅(qū)動(dòng)對(duì)微型機(jī)器人控制能力較弱的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)，所述可編程點(diǎn)陣磁場控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)控單元、主控單元、驅(qū)動(dòng)單元及磁控單元，所述磁控單元包括多個(gè)磁芯線圈；其中

所述遠(yuǎn)控單元，用于獲取控制指令，將所述控制指令轉(zhuǎn)化為磁場控制文件；

所述主控單元，用于將所述磁場控制文件轉(zhuǎn)換為數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)；

所述驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)，生成磁芯線圈的電流控制信號(hào)，以控制磁芯線圈中的電流通斷狀態(tài)；

所述磁控單元，用于根據(jù)電流控制信號(hào)控制磁芯線圈生成的合成磁場，以驅(qū)動(dòng)磁控機(jī)器人在磁控臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)軌跡。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)控單元設(shè)定磁控機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，將運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)編碼為基于時(shí)序的點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)控制的數(shù)據(jù)幀，生成控制點(diǎn)陣磁場狀態(tài)的磁場控制文件。

優(yōu)選地，所述主控單元接收磁場控制文件，并將其轉(zhuǎn)化為點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)控制的數(shù)據(jù)幀，將其解碼轉(zhuǎn)為點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)，將點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗤ǖ啦⑿袛?shù)字開關(guān)控制信號(hào)。

優(yōu)選地，所述磁控單元包括多個(gè)磁芯線圈，所述磁芯線圈按照點(diǎn)陣方式垂直擺放在預(yù)設(shè)區(qū)域中。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路分別與所述主控單元和磁芯線圈連接，驅(qū)動(dòng)電路接收電流控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述磁芯線圈。

優(yōu)選地，所述主控單元獲取預(yù)設(shè)的點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)，將點(diǎn)陣磁場開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗤ǖ啦⑿袛?shù)字開關(guān)控制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)所述數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)，生成磁芯線圈的電流控制信號(hào)，以控制磁芯線圈中的電流通斷狀態(tài)；所述磁控單元根據(jù)電流控制信號(hào)控制磁芯線圈生成的合成磁場，以驅(qū)動(dòng)磁控機(jī)器人在磁控臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)軌跡。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)芯片、第一插座、第二插座及線圈電流驅(qū)動(dòng)單元；所述驅(qū)動(dòng)芯片與所述第一插座、第二插座分別連接，所述第二插座還與所述線圈電流驅(qū)動(dòng)單元連接。

優(yōu)選地，所述數(shù)字開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片采用型號(hào)為74HC595。