[發(fā)明專利]一種磁性微納機器人的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210598784.7
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114952785B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊啟高;崔光明;謝林柏;劉躍躍
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: B25J7/00
• 分類號: B25J7/00;B25J9/10
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳

1.一種磁性微納機器人的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨立磁驅(qū)系統(tǒng)包括待驅(qū)動機器人、微線帶陣列以及電流驅(qū)動電路，所述待驅(qū)動機器人為磁性微納機器人，所述微線帶陣列包括按照預(yù)定排布結(jié)構(gòu)排布形成陣列的若干條微線帶，所述待驅(qū)動機器人在所述微線帶陣列的驅(qū)動空間內(nèi)；

所述電流驅(qū)動電路根據(jù)所述待驅(qū)動機器人的目標(biāo)位移、向所述待驅(qū)動機器人對應(yīng)的目標(biāo)微線帶中輸出目標(biāo)電流，所述待驅(qū)動機器人對應(yīng)的目標(biāo)微線帶是所述微線帶陣列中位于所述待驅(qū)動機器人當(dāng)前所在位置的預(yù)定范圍的局部區(qū)域內(nèi)的微線帶，每根目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力與所述目標(biāo)微線帶中通入的目標(biāo)電流對應(yīng)，所述待驅(qū)動機器人在各根目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力按照各根目標(biāo)微線帶之間的預(yù)定排布結(jié)構(gòu)合成得到的總驅(qū)動力的作用下按照所述目標(biāo)位移進行運動；

其中，所述微線帶陣列包括垂直交叉排布的若干個微線帶行和若干個微線帶列，每個微線帶行分別包括若干個沿著x方向首尾相接排布的橫向微線帶，各個微線帶行依次沿著y方向平行設(shè)置且相鄰兩個微線帶行之間間隔預(yù)定距離；每個微線帶列分別包括若干個沿著y方向首尾相接排布的縱向微線帶，各個微線帶列依次沿著x方向平行設(shè)置且相鄰兩個微線帶列之間間隔預(yù)定距離；所述橫向微線帶的線長方向沿著x方向，所述縱向微線帶的線長方向沿著y方向，x方向和y方向在同一個平面上且相互垂直；所述待驅(qū)動機器人沿著z方向磁化且所述待驅(qū)動機器人的N極沿著z方向朝上放置，z方向垂直于x方向和y方向所在平面，x方向、y方向和z方向形成符合右手坐標(biāo)系的虛擬坐標(biāo)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述獨立磁驅(qū)系統(tǒng)還包括電流采樣電路，所述電流采樣電路采樣目標(biāo)微線帶的實時電流反饋給所述電流驅(qū)動電路，所述電流驅(qū)動電路根據(jù)每根目標(biāo)微線帶的實時電流和目標(biāo)電流對輸出的電流進行閉環(huán)控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，所述電流驅(qū)動電路利用PID控制器對輸出的電流進行閉環(huán)控制，且所述PID控制器的PID參數(shù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，

屬于橫向微線帶的目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著y方向，且磁驅(qū)動力在y方向上的朝向與目標(biāo)電流的電流方向相關(guān)，磁驅(qū)動力的大小與目標(biāo)電流的電流大小相關(guān)；屬于縱向微線帶的目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著x方向，且磁驅(qū)動力在x方向上的朝向與目標(biāo)電流的電流方向相關(guān)，磁驅(qū)動力的大小與目標(biāo)電流的電流大小相關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獨立磁驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，

當(dāng)屬于橫向微線帶的目標(biāo)微線帶中通入的目標(biāo)電流的電流方向沿著x方向的正方向時，所述目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著y方向的負方向；當(dāng)屬于橫向微線帶的目標(biāo)微線帶中通入的目標(biāo)電流的電流方向沿著x方向的負方向時，所述目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著y方向的正方向；

當(dāng)屬于縱向微線帶的目標(biāo)微線帶中通入的目標(biāo)電流的電流方向沿著y方向的正方向時，所述目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著x方向的正方向；當(dāng)屬于縱向微線帶的目標(biāo)微線帶中通入的目標(biāo)電流的電流方向沿著y方向的負方向時，所述目標(biāo)微線帶產(chǎn)生的磁驅(qū)動力沿著x方向的負方向。