[发明专利]一种磁性软体机器人的可控和可重构磁化系统及方法

权利要求书

1.一种磁性软体机器人内部磁化特性调控系统，其特征在于，包括脉冲电源模块、磁化线圈模块和磁性软体机器人；

所述脉冲电源模块用于为所述磁化线圈模块提供脉冲电流；

所述磁化线圈模块用于在所述脉冲电源模块提供的脉冲电流下产生振荡或非振荡磁场，并对所述磁性软体机器人进行非振荡式充磁或振荡式退磁；其中：

所述磁化线圈模块包括上磁化线圈单元和下磁化线圈单元，所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元为上下轴对称设置，所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中均包含线圈，且所述磁性软体机器人位于所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元之间，且该磁性软体机器人的目标磁化区域位于所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元的磁场作用区域，上下轴对称设置的上磁化线圈单元和下磁化线圈单元用于将其线圈产生的磁场聚焦至所述磁性软体机器人目标磁化区域；

使用时，根据所述磁性软体机器人目标磁化区域的磁化需求设置所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中线圈的接线方式，控制所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中线圈内的电流方向，进而对所述磁性软体机器人目标磁化区域进行磁化调控。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，根据所述磁性软体机器人目标磁化区域的磁化需求设置所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中线圈的接线方式，控制所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中线圈内的电流方向，进而控制所述磁性软体机器人目标磁化区域内产生径向或轴向磁场；具体为：

控制所述上磁化线圈单元中线圈的电流方向与所述下磁化线圈单元中线圈的电流方向相同时，则在所述磁性软体机器人目标磁化区域内产生轴向磁场，该目标磁化区域内的磁性粒子形成轴向磁化分布特征；控制所述上磁化线圈单元中线圈的电流方向与所述下磁化线圈单元中线圈的电流方向相反时，则在所述磁性软体机器人目标磁化区域内产生径向磁场，该目标磁化区域内的磁性粒子形成径向磁化分布特征。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲电源模块包括放电电容、放电开关和续流回路；

所述放电电容用于储存电能；

所述放电开关用于触发导通放电回路，使得由放电电容提供的脉冲电流能流入所述磁化线圈模块中；

所述续流回路包括续流二极管和续流电阻，用于调节电流波形。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线圈由导线绕制或导体切割而成，其外围设置有加固材料，该线圈用于作为放电回路负载来产生磁场。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元中均还包括集磁器，所述集磁器由良导体材料制成，所述集磁器包括上下设置、同轴且端面面积不同的两个空心柱体结构，其中：

所述上磁化线圈单元包括上集磁器；所述下磁化线圈单元包括下集磁器；

所述下集磁器自上而下依次同轴设置有第一柱体结构和第二柱体结构；

所述上集磁器自下而上依次同轴设置有第一柱体结构和第二柱体结构；

其中第一柱体结构的端面面积小于第二柱体结构的端面面积；所述上集磁器和下集磁器均还包括沿径向设置的集磁器缝隙。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述下磁化线圈单元自下而上依次同轴设置有：第一支撑板、外围设置有加固层的下线圈、绝缘板、下集磁器和第二支撑板；

所述上磁化线圈单元自上而下依次同轴设置有：第一支撑板、外围设置有加固层的上线圈、绝缘板、上集磁器和第二支撑板；

所述上磁化线圈单元和下磁化线圈单元之间设置有用于对磁性软体机器人进行定位的定位板；

所述上集磁器和下集磁器结构相同，且呈上下轴对称设置；所述磁性软体机器人设置于所述上集磁器第一柱体结构端面和下集磁器的第一柱体结构端面之间，上下轴对称设置的上集磁器和下集磁器用于进一步将上线圈和下线圈产生的磁场聚焦至所述磁性软体机器人目标磁化区域；

所述上线圈和下线圈为串联设置，以确保时序的一致性；

使用时，根据所述磁性软体机器人目标磁化区域的磁化需求设置所述上线圈和下线圈的接线方式，控制所述上线圈和下线圈内的电流方向，以及所述上集磁器和下集磁器中感应出的涡流流向，进而控制所述磁性软体机器人目标磁化区域内产生径向或轴向磁场。