[发明专利]纳米机器人控制系统

说明书

本发明公开了一种纳米机器人控制系统，包括工作台、机械臂、磁场组件、电机、电压控制器、显微观测设备和计算机，本方案采用尺寸小于500nm的铁磁性材料的纳米机器人作为操作部件，多个机械臂绕工作台周向布置，磁场组件设于机械臂上，电机用于驱动机械臂的空间移动和磁场组件的旋转运动，电压控制器用于调节磁场组件的电压大小。本发明通过控制磁场组件的位置和电压大小来改变操作区域内的磁场强度分布，利用磁场强度变化产生的推进力控制纳米机器人的运动，运动速度可达5nm/s，从而实现纳米级操作精度。本方案实现了纳米机器人的高精密度智能化控制过程，大大提高了精密操作的准确度和成功率。

技术领域

本发明涉及纳米机器人技术领域，尤其涉及一种纳米机器人控制系统。

背景技术

人们在进行某些高精度操作时，受到人类自身操作灵敏度的限制和工具的限制，并且需要低于人类感知阈值的力度，使得精密操作变得异常困难，比如外科手术医生在进行视网膜手术、晶体切割术等操作时，由于手术仪器的操作精度较低，不可避免地会引起手术事故或导致术后并发症等缺陷；或者科学工作者在进行某些生物实验时，由于操作仪器的精度较低，无法实现纳米级的定向操作等。

因此，如何提供一种操作精度高的控制系统，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纳米机器人控制系统，该系统可以实现纳米级的操作精度，大大提高精密操作的准确度和成功率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

纳米机器人控制系统，包括：

纳米机器人，采用铁磁性材料加工而成，尺寸小于500nm；

用于支撑所述纳米机器人并提供操作区域的工作台；

多个绕所述工作台的周向布置的机械臂；

设置于所述机械臂上的磁场组件，用于提供与所述工作台的操作区域交叉的磁场并利用磁场强度变化产生的推进力控制所述纳米机器人运动，所述磁场组件包括用于产生不同极性磁场的正向线圈和反向线圈；

电机，包括用于驱动所述机械臂在三维空间内运动的移动电机和用于驱动所述磁场组件旋转运动的旋转电机；

电压控制器，用于调节所述磁场组件的电压大小；

用于观测所述纳米机器人运动状态的显微观测设备；

用于运行控制程序的计算机，所述计算机通过驱动器和信号传输装置连接于所述电压控制器，所述电机通过所述驱动器连接于所述计算机，所述显微观测设备连接于所述计算机。

优选地，在上述纳米机器人控制系统中，多个所述机械臂包括绕所述工作台的周向交替布置的水平机械臂和垂直机械臂。

优选地，所述移动电机包括平移电机和摆动电机，所述平移电机用于驱动所述机械臂沿所述工作台的径向移动，所述摆动电机用于驱动所述机械臂在沿垂直于所述工作台径向的竖直面内移动。

优选地，所述电压控制器通过可控硅调压电路控制所述磁场组件的电压实现无级调节。

优选地，所述信号传输装置为PLC。