A method and device for transmitting liquid surface micro-components based on magnetic actuated micro-robots relates to the field of micro-manipulation control. The object of the present invention is to provide a simple micro-robot, a convenient device and a convenient transfer method for controlling the transmission of liquid surface micro-components. Three pairs of orthogonal Helmholtz coils are used to generate rotating magnetic field and control the micro-robot to operate the micro-component on the liquid surface to complete the motion. The lateral capillary force between the micro robot and the operating object is utilized to capture the robot. The micro robot is driven by rotating magnetic field, and the micro components follow the motion of the robot. By changing the direction of the rotating axis of the magnetic field, the motion direction of the micro-robot can be changed. By changing the rotating frequency of the magnetic field, the traveling speed of the micro-robot can be changed. By adjusting the rotation frequency and axis direction of the magnetic field and by means of the magnetic field gradient, the micro-component can be separated from the micro-robot.
【技术实现步骤摘要】
一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法及其装置
本专利技术涉及微操作控制领域,具体地说是一种基于磁驱动微机器人的液体表面上微构件传输的装置及方法。
技术介绍
随着微纳米技术的发展,微机器人得到广泛关注和快速发展,微机器人在微纳制造、靶向药物输送、微创手术、生物工程等领域具有广阔的应用前景。面向体内医疗、化学分析等领域的需求,液体内微机器人的研究已开展很多,多种液体环境微机器人的驱动方式、控制策略被提出,相关应用也得到进一步的拓展。然而还有一些应用,如水质监测、生物实验、污染物处理等,需要工作在液体表面的微机器人。然而目前研究的液体表面微机器人多为仿水黾结构,尺寸较大,不适合对微构件进行操作。另外,目前在液体表面上微构件的转移、运动控制等方面还没有可靠高效的方法,还无法完成液体表面上微构件的高精度操作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供结构简单的微机器人磁驱动、操作便捷的实施装置和控制方便的转移方法用于液体表面微构件的传输。本专利技术的目的是这样实现的:一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法,所述方法利用表面张力,使微机器人与微构件(操作对象)悬浮于液体表面;所述方法是基于磁驱动微机器人在液体表面对微构件进行接近、捕获、转移、释放操作的;所述磁驱动微机器人为五角星形薄片形状;接近过程:通过外磁场驱动微机器人运动并靠近微构件(操作对象);捕获过程:在微机器人周围出现较大的液面下凹,使附近的微构件受到较强的横向毛细作用力被吸引,利用横向毛细作用力吸引操作对象,实现微构件的捕获;转移过程:施加旋转磁场驱动微机器人在液体表面旋转前进,通过改变磁场旋 ...
【技术保护点】
1.一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法,其特征在于,所述方法利用表面张力,使微机器人与微构件悬浮于液体表面;所述方法是基于磁驱动微机器人在液体表面对微构件进行接近、捕获、转移、释放操作的;所述磁驱动微机器人为五角星形薄片形状;接近过程:通过外磁场驱动微机器人运动并靠近微构件;捕获过程:在微机器人周围出现较大的液面下凹,使附近的微构件受到较强的横向毛细作用力被吸引,利用横向毛细作用力吸引操作对象,实现微构件的捕获;转移过程:施加旋转磁场驱动微机器人在液体表面旋转前进,通过改变磁场旋转轴的方向来改变微机器人的运动方向,通过改变磁场的旋转频率来改变微机器人的移动速度,微构件跟随微机器人沿预定轨迹运动,到达指定位置;释放过程:施加低频率旋转磁场,增大转轴与竖直方向角度,使微构件与微机器人相互排斥,借助磁场梯度移开微机器人,实现微构件的释放。
【技术特征摘要】
1.一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法,其特征在于,所述方法利用表面张力,使微机器人与微构件悬浮于液体表面;所述方法是基于磁驱动微机器人在液体表面对微构件进行接近、捕获、转移、释放操作的;所述磁驱动微机器人为五角星形薄片形状;接近过程:通过外磁场驱动微机器人运动并靠近微构件;捕获过程:在微机器人周围出现较大的液面下凹,使附近的微构件受到较强的横向毛细作用力被吸引,利用横向毛细作用力吸引操作对象,实现微构件的捕获;转移过程:施加旋转磁场驱动微机器人在液体表面旋转前进,通过改变磁场旋转轴的方向来改变微机器人的运动方向,通过改变磁场的旋转频率来改变微机器人的移动速度,微构件跟随微机器人沿预定轨迹运动,到达指定位置;释放过程:施加低频率旋转磁场,增大转轴与竖直方向角度,使微构件与微机器人相互排斥,借助磁场梯度移开微机器人,实现微构件的释放。2.根据权利要求1所述的一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法,其特征在于,所述微机器人由弹簧钢通过激光切割得到。3.根据权利要求2所述的一种基于磁驱动微机器人的液体表面微构件传输方法,其特征在于,所述微机器人为五角星形磁性薄片,厚度为0.04mm,外缘半径0.4mm,沿径向磁化。...
【专利技术属性】
技术研发人员:王乐锋,何元哲,钟立夫,荣伟彬,孙立宁,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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