[发明专利]一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人

说明书

本发明属于软体机器人微流控相关技术领域，其公开了一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人，所述微流控芯片包括软材料基底及多个挡板电极组对，所述软材料基底上开设有至少一个支流道及一个总流道，至少一个所述支流道的一端均与所述总流道的一端相连通；所述支流道上开设有第一卡槽，所述总流道上开设有第二卡槽；多个所述挡板电极对分别设置在至少一个所述支流道及所述总流道上；所述挡板电极组对包括挡板及电极组，多个所述挡板分别可分离地设置在所述第一卡槽及所述第二卡槽内；通过调整所述挡板的插拔状态来产生多种不同的电极组导通状态的组合。该微流控芯片具有全软且简单的结构、成本低廉，输出模态丰富，适用性强。

技术领域

本发明属于软体机器人微流控相关技术领域，更具体地，涉及一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人。

背景技术

软体机器人是一种新兴的机器人技术，由于其特有的柔顺性、低成本和高顺应性在近年来得到了广泛的关注。现有的软体机器人主要由软体材料制成，具有丰富的驱动方式，例如流体驱动、形态记忆材料驱动、离子驱动等，其中气动驱动得益于其成熟的技术基础、低廉的成本、较高的输出力等优势已经成为了目前软体机器人领域最常见的驱动方式之一。

为了实现在不同驱动方式下高度可控的运动，软体机器人通常需要一个控制系统(例如单片机)去为其按需发送对应的控制信号。然而现有控制系统的相关技术已经比较成熟，但是他们通常是刚性的，将其集成到软体机器人内部势必会损失软体机器人本身的柔顺性，且其过于依赖上位机对其进行编程，成本也相对较高。相应地，本领域存在着发展一种具有软结构的、成本低廉、可方便进行编程的控制芯片的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片及软体机器人，所述微流控芯片通过设定微流控芯片上各挡板的插拔状态，并外加磁场使各磁控导电液滴自微流控芯片上的凹坑(支路)一端向另一端移动直至被迫停止，可产生多种不同的电极组的导通状态的组合，这些电极组导通状态的组合可以与软体机器人的多种致动状态一一对应，从而方便的实现软体机器人的手动编程控制。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于软体机器人逻辑控制的微流控芯片，所述微流控芯片包括软材料基底及多个挡板电极组对，所述软材料基底上开设有至少一个支流道及一个总流道，至少一个所述支流道的一端均与所述总流道的一端相连通；所述支流道上开设有第一卡槽，所述总流道上开设有第二卡槽；多个所述挡板电极对分别设置在至少一个所述支流道及所述总流道上；所述挡板电极组对包括挡板及电极组，多个所述挡板分别可分离地设置在所述第一卡槽及所述第二卡槽内；

通过调整所述挡板的插拔状态，并给所述微流控芯片外加磁场以使位于所述支流道内的磁控导电液滴沿着所述支流道与所述总流道所形成的支路移动直至被所述挡板挡住而被迫停止，由此产生多种不同的电极组导通状态的组合；其中，所述磁控导电液滴依据所述挡板的插拔状态选择性地导通所述电极组。

进一步地，所述支流道的数量与所述总流道的数量之和等于多个所述挡板电极组对的数量。

进一步地，所述第一卡槽的长度方向及所述总流道的长度方向均垂直于所述软材料基底的长度方向。

进一步地，所述支流道的底部及所述总流道的底部均被进行了超疏水处理。

进一步地，所述磁控导电液滴内掺有磁粉，其能响应外界磁场并沿着磁场方向运动。

按照本发明的另一方面，提供了一种软体机器人，所述软体机器人包括三腔室软体致动器及如上所述的微流控芯片，所述微流控芯片连接于所述三腔室软体致动器，通过调整所述微流控芯片的插拔状态来控制所述磁控导电液滴选择性地导通对应的电极组，进而控制所述三腔室软体致动器实现不同致动状态。