[发明专利]一种旋转磁场和磁梯度双重推进的泳动微机器人及其驱动装置和方法

摘要

一种旋转磁场和磁梯度双重推进的泳动微机器人及其驱动装置和方法，涉及微机器人及其驱动技术领域。本发明是为了解决现有微机器人驱动方式单一、适应环境单一的问题。本发明所述的泳动微机器人，具有圆柱形头部和柔顺鞭毛尾部，圆柱形头部内腔包含一径向磁化的圆柱形磁铁。本发明所述的泳动微机器人的驱动装置，包括三对正交放置的线圈，通过切换线圈之间的连接方式，控制每对线圈所通电流的方向，可以产生均匀磁场或梯度磁场。泳动微机器人的驱动方法，利用旋转磁场的旋转频率和磁场梯度的大小，改变泳动微机器人的运动速度，利用旋转磁场的旋转轴向个梯度的方向，改变泳动微机器人的运动方向。本发明适用于医疗、微系统等微机器人应用领域。

主权项

一种旋转磁场和磁梯度双重推进的泳动微机器人的驱动装置，所述泳动微机器人包括：壳体(1)、圆柱磁铁(2)和柔顺鞭毛(3)；壳体(1)为含有空心内腔的圆柱形结构，柔顺鞭毛(3)的一端固定在壳体(1)一个端面的中心，壳体(1)的中心轴线与柔顺鞭毛(3)的中心轴线重合，圆柱磁铁(2)位于壳体(1)的空心内腔内部，且圆柱磁铁(2)的中心轴线与壳体(1)的中心轴线相互垂直，圆柱磁铁(2)的磁化方向为径向；其特征在于，驱动装置包括：三组线圈对和三个驱动单元；每组线圈对均包括两个完全相同且同轴设置的线圈，两个线圈之间留有空隙，三组线圈对的中心轴线两两正交设置，每个驱动单元均包括：直流电源模块、数字/模拟转换模块、线圈驱动器和线圈连接切换模块；直流电源模块用于为线圈驱动器提供电源，数字/模拟转换模块的模拟信号输出端连接线圈驱动器的信号输入端，线圈驱动器的驱动信号输出端连接线圈连接切换模块的驱动信号输入端，三组线圈对分别与三个驱动单元一一对应，且驱动单元的线圈连接切换模块用于切换每对线圈之间的连接方式。