机器人及其系统、机器人的制备方法及其运动控制方式技术方案

本申请涉及一种机器人、机器人系统、机器人的制备方法及机器人的运动控制方式。所述机器人的制备方法包括：将薄膜材料和磁性颗粒混合制成基膜；将所述基膜按照预设形状切割形成半成品；将所述半成品置于预设磁场中磁化，形成机器人。所述机器人的运动控制方式包括：搭建三维亥姆霍兹线圈形成工作空间，通电后在所述工作空间中得到操控磁场；所述操控磁场令机器人发生响应，得到响应的信息；所述响应的信息被相机捕捉，传输给计算机；所述计算机显示响应的信息，并且通过驱动控制程序发送控制信号给电机控制器；所述电机控制器产生电流输送给所述三维亥姆霍兹线圈。本申请中，所述机器人结构稳定，制备简单，操控灵活，载重能力强。载重能力强。载重能力强。

【技术实现步骤摘要】
机器人及其系统、机器人的制备方法及其运动控制方式


[0001]本申请涉及医疗微型机器人
，具体是涉及机器人、机器人系统、机器人的制备方法及机器人的运动控制方式。

技术介绍

[0002]由于医学界精准治疗的发展需求，越来越多的微型机器人被开发出来用于实现精准治疗。微型机器人，尺度一般在微米至毫米之间，能够实现一定复杂程度的运动，所以可以在人体的内腔内完成所需的医学动作，例如靶向给药和微创治疗等。甚至，对更小尺度的微型机器人来说，还可以完成细胞尺度下的微组装操作，例如人工授精和针对癌细胞的靶向治疗等。为了避免对人体器官和组织造成损害，现有的微型机器人的结构往往是柔软可变形的，即微型机器人是柔性机器人。
[0003]目前的微型机器人的驱动方式有电场驱动、光驱动及磁场驱动。其中，由于磁场具有生物相容性，能够穿透生物组织并且对人体组织无害；而且磁响应的过程迅速，能够快速产生力和力矩，所以磁场驱动在现有的技术中被广泛应用。
[0004]现有的磁控微型机器人有多种形态，例如螺旋形态和薄膜形态等。就靶向给药的目的来说，螺旋形态的磁控微型机器人虽然制备简单且操控灵活，但是载重较小；而现有的薄膜形态的微型机器人由于复合结构或者多层结构，制备的过程相对繁琐。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的上述问题，本申请提供一种机器人、机器人系统、机器人的制备方法及机器人的运动控制方式，以平衡磁控微型机器人的制备、操控及载重。
[0006]一种机器人，包括：
[0007]薄膜，所述薄膜包括顶部及自所述顶部边缘延伸形成的至少两个伸展部；以及
[0008]磁体颗粒，所述磁体颗粒嵌设于所述顶部与所述伸展部；
[0009]其中，在磁场的作用下，至少两个所述伸展部与所述顶部围成弧形。
[0010]一种机器人系统，包括：三维亥姆霍兹线圈及机器人；
[0011]其中，所述机器人设于所述三维亥姆霍兹线圈产生的磁场空间内，并可在所述三维亥姆霍兹线圈产生的磁场作用下进行可控运动。
[0012]一种机器人的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将薄膜材料和磁性颗粒混合制成基膜；
[0014]将所述基膜按照预设形状切割形成半成品；
[0015]将所述半成品置于预设磁场中磁化，形成机器人。
[0016]一种机器人的运动控制方式，包括：
[0017]搭建三维亥姆霍兹线圈形成工作空间，通电后在所述工作空间中得到操控磁场；
[0018]所述操控磁场令机器人发生响应，得到响应的信息；
[0019]所述响应的信息被相机捕捉，传输给计算机；
[0020]所述计算机显示所述响应的信息，并且通过驱动控制程序发送控制信号给电机控制器；
[0021]所述电机控制器产生电流输送给所述三维亥姆霍兹线圈。
[0022]与现有技术比较，本申请至少具有如下的有益技术效果：
[0023]1.机器人结构简单，同时机器人的制备方法也简单，可以进行批量的产生。
[0024]2.机器人在操控磁场的作用下响应迅速，运动形式灵活多样，可以有效地搬送对象到达指定地点。
[0025]3.机器人结构稳定，载重能力优秀。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请实施例提供的机器人系统的立体示意图；
[0028]图2是图1的机器人系统的三维亥姆霍兹线圈的立体示意图；
[0029]图3是本申请实施例提供的机器人的立体示意图；
[0030]图4是本申请实施例提供的机器人的制备方法；
[0031]图5是图4的机器人的制备方法步骤210包含的步骤；
[0032]图6是图4的机器人的制备方法步骤220包含的步骤；
[0033]图7(a)
‑
(d)分别是本申请实施例提供的半成品、半成品弯曲磁化、磁化后的机器人及磁化后的机器人对齐外部磁场方向的立体示意图；
[0034]图8是本申请实施例提供的机器人的运动控制方式；
[0035]图9是图8的机器人的运动控制方式步骤320一实施例包括的步骤；
[0036]图10是图8的机器人的运动控制方式步骤320另一实施例包括的步骤；
[0037]图11是图8的机器人的运动控制方式步骤320又一实施例包括的步骤；
[0038]图12是本申请实施例提供的任一亥姆霍兹线圈分析及相应的磁感应强度分布示意图；
[0039]图13(a)
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(b)是图3的机器人在不同磁场强度下弯曲变形的立体示意图,(c)是其在外部磁场下实际弯曲的平面示意图；
[0040]图14是图3的机器人在操控磁场下进行水母运动模式的立体示意图；
[0041]图15是图3的机器人在操控磁场下进行铲车运动模式的立体示意图；
[0042]图16是图3的机器人在不同硅油粘度及不同操控磁场频率下进行水母式运动的速度测试曲线图；
[0043]图17是图3的机器人在不同硅油粘度及不同操控磁场频率下进行铲车式运动的速度测试曲线图；
[0044]图18是图3的机器人在铲车运动模式下进行负载测试的速度曲线图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0046]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0047]需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0048]请参阅图1及图2，一种机器人系统10可包括但不限于机器人110及三维亥姆霍兹线圈120。机器人110设于三维亥姆霍兹线圈120产生的磁场空间内，并可在三维亥姆霍兹线圈120产生的磁场作用下进行可控运动。
[0049]三维亥姆霍兹线圈120包括第一亥姆霍兹线圈121、第二亥姆霍兹线圈122及第三亥姆霍兹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人，其特征在于，包括：薄膜，所述薄膜包括顶部及自所述顶部边缘延伸形成的至少两个伸展部；以及磁体颗粒，所述磁体颗粒嵌设于所述顶部与所述伸展部；其中，在磁场的作用下，至少两个所述伸展部与所述顶部围成弧形。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述薄膜与所述磁体颗粒的质量比为1:1。3.根据权利要求1或者2所述的机器人，其特征在于，至少两个所述伸展部呈放射状，且至少两个所述伸展部关于所述顶部中心对称。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述薄膜的材质为硅胶、橡胶或者柔性树脂中的一种。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述磁体颗粒的材质为钕、铁、硼中的一种或者多种的混合。6.一种机器人系统，其特征在于，包括：三维亥姆霍兹线圈以及权利要求1
‑
5任一项所述的机器人；其中，所述机器人设于所述三维亥姆霍兹线圈产生的磁场空间内，并可在所述三维亥姆霍兹线圈产生的磁场作用下进行可控运动。7.根据权利要求6所述的机器人系统，其特征在于，所述三维亥姆霍兹线圈包括第一亥姆霍兹线圈、第二亥姆霍兹线圈及第三亥姆霍兹线圈，所述第一亥姆霍兹线圈、所述第二亥姆霍兹线圈及所述第三亥姆霍兹线圈的轴心相互正交设置。8.一种机器人的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将薄膜材料和磁性颗粒混合制成基膜；将所述基膜按照预设形状切割形成半成品；将所述半成品置于预设磁场中磁化，形成机器人。9.根据权利要求8所述的机器人的制备方法，其特征在于，所述将薄膜材料和磁性颗粒混合制成基膜包括以下步骤：取质量比为0.5
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1:0.5
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1的薄膜材料和磁性颗粒；将所述薄膜材料和磁性颗粒放入预设模具中以40℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐天添，赖证宇，黄晨阳，苏梦，吴新宇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：