[发明专利]一种电磁驱动式磁性软体机器人的驱动装置

权利要求书

1.一种电磁驱动式磁性软体机器人的驱动装置，其特征在于，包括：多组电磁驱动线圈，其中，每组电磁驱动线圈包括两个同轴设置的线圈，两个同轴设置的线圈中间设有间隔空间；各组电磁驱动线圈包括的两个线圈均沿所述间隔空间同轴对称设置；

每组电磁驱动线圈的两个线圈通入相同大小的电流，在其轴向产生磁场，每组电磁驱动线圈的轴向可任意设置，以在所述间隔空间产生任意方向的合成磁场；

所述磁性软体机器人被放置在所述间隔空间内，所述磁性软体机器人包括多条臂，各条臂沿着磁性软体机器人的中心呈中心对称且轴对称分布；在所述磁性软体机器人多条臂所在平面内，所述磁性软体机器人包括至少一个对称轴，其内部磁性粒子的磁矩呈中心对称分布；当所述磁性软体机器人包括两条臂时，其对称轴为磁性软体机器人两条臂所在的直线；

通过控制通入每组电磁驱动线圈电流的大小及变化趋势，使得所述合成磁场在垂直磁性软体机器人任意对称轴的平面内磁场方向顺时针或者逆时针变化，以驱动所述磁性软体机器人沿其对称轴方向爬行运动；所述磁场方向顺时针或者逆时针的变化范围为：从与所述对称轴一侧呈锐角到与所述对称轴一侧呈钝角的任意角度范围；当所述磁性软体机器人内部磁性粒子的磁矩呈中心对称的发散分布时，所述合成磁场方向朝向所述磁性软体机器人所在平面的下方；当所述磁性软体机器人内部磁性粒子的磁矩呈中心对称的汇聚分布时，所述合成磁场方向朝向所述磁性软体机器人所在平面的上方。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，当所述磁性软体机器人包括两条臂时，所述电磁驱动线圈包括两组；

其中一组电磁驱动线圈的轴向平行于所述磁性软体机器人的对称轴，另一组电磁驱动线圈的轴向垂直于所述磁性软体机器人所在平面。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，当所述磁性软体机器人包括2M条臂时，M大于1；其有N条对称轴，2≤N≤M；N和M均为整数；

所述电磁驱动线圈包括至少三组，其中一组电磁驱动线圈的轴向垂直于所述磁性软体机器人所在平面，其他几组电磁驱动线圈的轴向均与所述磁性软体机器人所在平面平行，所述其他几组电磁驱动线圈的合成磁场方向沿着磁性软体机器人的任意对称轴。

4.根据权利要求1至3任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述磁性软体机器人由柔性材料与磁性粒子均匀混合固化制成，通过外部磁化实现所述磁性粒子磁矩重新排列，呈中心对称分布。

5.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，当所述合成磁场的方向与磁性软体机器人对称轴一侧的磁矩呈锐角时，所述磁性软体机器人对称轴另一侧的臂弯曲，带动磁性软体机器人对称轴一侧的臂朝向所述对称轴的另一侧偏移；

当所述合成磁场的方向与磁性软体机器人对称轴一侧的磁矩垂直时，所述磁性软体机器人呈的弓起状态；

当所述合成磁场的方向与磁性软体机器人对称轴一侧的磁矩呈钝角时，所述磁性软体机器人整体朝向所述磁性软体机器人对称轴的另一侧偏移，实现了磁性软体机器人的爬行移动。

6.根据权利要求1或5所述的驱动装置，其特征在于，周期性变化通入每组电磁驱动线圈电流，使得所述合成磁场的方向周期性变化，使得所述磁性软体机器人连续爬行运动。

7.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述合成磁场的方向连续变化或梯度变化。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述合成磁场为均匀磁场。

9.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括：承载台；

所述承载台置于所述线圈中间的间隔空间内，用于承载磁性软体机器人。