[发明专利]一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法

权利要求书

1.一种微纳米机器人的驱动系统，其特征在于，包括：

第一扫描装置，用于获得微纳米机器人所在路径上的障碍物信息；

第二扫描装置，用于获得所述微纳米机器人所处环境的三维空间信息以及所述微纳米机器人在所述环境中的位置信息；

控制装置，用于根据所述障碍物信息、所述三维空间信息以及所述位置信息确定所述微纳米机器人的运动路径，根据预先建立的所述微纳米机器人的运动迹线方程和所述障碍物信息确定所述微纳米机器人所需的运动速度和方向，并控制驱动装置向所述微纳米机器人提供相应的动力，以使所述微纳米机器人沿所述运动路径运动，通过所述第一扫描装置和所述第二扫描装置实现所述微纳米机器人的实时监控，通过所述控制装置和所述驱动装置实现微纳米机器人运动状态的调节；

其中，所述微纳米机器人用于运动在牛顿流体中，建立三维笛卡尔空间坐标系之后，根据纳维-斯托克斯方程和雷诺数得出控制方程，对微纳米机器人的运动环境进行分析，得出其受力方程，建立相应的运动模型，采用拉格朗日法对微纳米机器人进行实时空间定位，跟踪其在流体中的运动全过程，记录其运动过程中的物理量及其变化规律，得到微纳米机器人的运动迹线方程。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一扫描装置包括纳米红外传感器；

所述纳米红外传感器安装在所述微纳米机器人的头部。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述纳米红外传感器包括发射端和接收端，所述发射端用于发射红外信号，所述接收端用于接收障碍物反射回的红外信号，并根据所述红外信号得到所述障碍物信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二扫描装置包括场发射型扫描电子显微镜。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括成像装置和显示装置；

所述成像装置用于将所述第二扫描装置获得的三维空间信息和所述微纳米机器人的位置信息形成图像；

所述显示装置用于显示所述成像装置形成的图像，以使用户观察所述微纳米机器人在所述三维空间中的运动信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动装置还用于根据用户的指令控制所述微纳米机器人的动力。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动装置通过电信号或光信号向所述微纳米机器人的微纳米发动机提供动力。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述驱动装置为激光发射装置或无线供电装置。

9.一种微纳米机器人的驱动方法，其特征在于，应用于权利要求1～8任一项所述的微纳米机器人的驱动系统，所述方法包括：

第一扫描装置获得微纳米机器人所在路径上的障碍物信息；

第二扫描装置获得所述微纳米机器人所处环境的三维空间信息以及所述微纳米机器人在所述环境中的位置信息；

控制装置根据所述障碍物信息、所述三维空间信息以及所述位置信息确定所述微纳米机器人的运动路径，根据预先建立的所述微纳米机器人的运动迹线方程和所述障碍物信息确定所述微纳米机器人的运动速度和方向，并控制驱动装置向所述微纳米机器人提供相应的动力，以使所述微纳米机器人沿所述运动路径运动，通过所述第一扫描装置和所述第二扫描装置实现所述微纳米机器人的实时监控，通过所述控制装置和所述驱动装置实现微纳米机器人运动状态的调节；

其中，所述微纳米机器人用于运动在牛顿流体中，建立三维笛卡尔空间坐标系之后，根据纳维-斯托克斯方程和雷诺数得出控制方程，对微纳米机器人的运动环境进行分析，得出其受力方程，建立相应的运动模型，采用拉格朗日法对微纳米机器人进行实时空间定位，跟踪其在流体中的运动全过程，记录其运动过程中的物理量及其变化规律，得到微纳米机器人的运动迹线方程。