[發(fā)明專利]納米操作機(jī)器人前饋控制方法、介質(zhì)、電子設(shè)備及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210116457.3
• 申請(qǐng)日: 2022-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN114654460A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張略;楊湛;楊利濤;何子良;陳濤;孫立寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;G06T1/00;G06T7/73;G06T5/00;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王廣浩

1.納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、控制納米操作機(jī)器人分別在X軸和Y軸方向上運(yùn)動(dòng)；

S2、通過掃描電鏡獲取納米操作機(jī)器人上碳納米管的尖端圖像，得到碳納米管尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡作為納米操作機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡；所述運(yùn)動(dòng)軌跡包括X軸運(yùn)動(dòng)軌跡和Y軸運(yùn)動(dòng)軌跡；

S3、根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡得到偏移量，并根據(jù)偏移量和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的伸長量之間的關(guān)系構(gòu)建線性誤差模型；所述偏移量包括X軸偏移量和Y軸偏移量，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器包括X軸壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器和Y軸壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，所述線性誤差模型包括X軸線性誤差模型和Y軸線性誤差模型；

S4、在納米操作機(jī)器人沿目標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過掃描電鏡實(shí)時(shí)獲取納米操作機(jī)器人上碳納米管的尖端圖像以得到納米操作機(jī)器人的當(dāng)前位移，根據(jù)當(dāng)前位移得到當(dāng)前壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的伸長量，并根據(jù)線性誤差模型計(jì)算當(dāng)前偏移量，調(diào)節(jié)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的電壓對(duì)當(dāng)前偏移量進(jìn)行補(bǔ)償。

2.如權(quán)利要求1所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，步驟S2包括：

S21、通過掃描電鏡獲取納米操作機(jī)器人上碳納米管的尖端圖像；

S22、對(duì)碳納米管的尖端圖像進(jìn)行高斯濾波；

S23、采用自適應(yīng)二值分割的方法將碳納米管的邊緣從背景當(dāng)中分離出來，以二值矩陣的形式存儲(chǔ)；

S24、對(duì)分離的碳納米管的邊緣進(jìn)行閉運(yùn)算以得到具有完整輪廓的碳納米管，輪廓的形式為二值矩陣；

S25、提取最大連通域以排除雜散點(diǎn)；

S26、獲取二值矩陣中值為1的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，即為輪廓上的點(diǎn)在圖像空間中的位置，通過遍歷輪廓點(diǎn)坐標(biāo)找出其中最小或最大的X坐標(biāo)值即得到碳納米管的尖端位置，通過連續(xù)的尖端圖像得到碳納米管尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡。

3.如權(quán)利要求1所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，在步驟S1中，通過設(shè)置步距，控制納米操作機(jī)器人按照設(shè)置的步距分別在X軸和Y軸方向上勻速運(yùn)動(dòng)；在步驟S2中，每移動(dòng)一個(gè)步距，通過掃描電鏡獲取納米操作機(jī)器人上碳納米管的尖端圖像。

4.如權(quán)利要求1所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，在步驟S4中，納米操作機(jī)器人按照設(shè)置的步距沿目標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng)，每移動(dòng)一個(gè)步距，通過掃描電鏡獲取納米操作機(jī)器人上碳納米管的尖端圖像，并對(duì)偏移量進(jìn)行補(bǔ)償。

5.如權(quán)利要求1所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，Y軸方向上的偏移量與X軸壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的伸長量呈線性關(guān)系，X軸方向上的偏移量與Y軸壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的伸長量呈線性關(guān)系。

6.如權(quán)利要求1所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法，其特征在于，所述碳納米管的一端連接在AFM探針上。

7.計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序，其中，所述程序執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法。

8.電子設(shè)備，其特征在于，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器，存儲(chǔ)器以及一個(gè)或多個(gè)程序，其中，所述一個(gè)或多個(gè)程序被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，并且被配置為由所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括用于執(zhí)行上述如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的納米操作機(jī)器人前饋控制方法。