[发明专利]一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法

说明书

本发明提供了一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法，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，从而可以实现微纳米机器人的实时监控和调节，进而可以满足高精度作业对微纳米机器人的要求。

技术领域

本发明涉及纳米机器人技术领域，更具体地说，涉及一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法。

背景技术

微纳米机器人，是指尺度在纳米级别的微型机器人。由于微纳米机器人在生物医疗、环境治理、农业林业以及军事等领域具有很好的应用前景，因此，已经成为当前科技研发的热门课题。

由于微纳米机器人工作在雷诺系数很低的环境中，即物体可看作在一个非常粘滞、微小以及缓慢的环境中运动，粘滞力占主导作用，惯性力则可忽略不计，因此，若想驱动微纳米机器人运动，必须源源不断地为其提供动力。

现有的微纳米机器人主要利用化学反应将化学能转化为动能，利用气体释放的反冲原理来获得前进的动能，然而这类微纳米机器人提供的动能大小、运动的轨迹方向等均很难做到精确控制，无法满足高精度的作业需求。并且，在微纳米机器人运动的过程中，没有相应的控制系统来对微纳米机器人进行有效的操控，操作人员无法对内部化学反应速率进行控制改变，也没有相应的探测导航系统对其运动路径进行合理规划，因此，难以在医学等领域投入应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法，对微纳米机器人的运行进行实时的监控和调节，以满足高精度的作业需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微纳米机器人的驱动系统，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述第二扫描装置包括场发射型扫描电子显微镜。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述驱动装置为激光发射装置或无线供电装置。