一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法技术方案

本发明专利技术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行路径运动，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。机器人的要求。机器人的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳米机器人的驱动系统和驱动方法


[0001]本专利技术涉及纳米机器人
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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行路径进行合理规划，因此，难以在医学等领域投入应用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术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。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种微纳米机器人的驱动系统，包括：
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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行路径运动。
[0011]可选地，所述第一扫描装置包括纳米红外传感器；
[0012]所述纳米红外传感器安装在所述微纳米机器人的头部。
[0013]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。
[0014]可选地，所述第二扫描装置包括场发射型扫描电子显微镜。
[0015]可选地，还包括成像装置和显示装置；
[0016]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；
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]可选地，所述驱动装置为激光发射装置或无线供电装置。
[0021]可选地，所述微纳米机器人的运动迹线方程是通过纳维-斯托克斯方程和雷诺数得出的控制方程对微纳米机器人的运动环境进行分析得出的。
[0022]一种微纳米机器人的驱动方法，应用于如上任一项所述的微纳米机器人的驱动系统，所述方法包括：
[0023]第一扫描装置获得微纳米机器人所在路径上的障碍物信息；
[0024]第二扫描装置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；
[0025]控制装置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行路径运动。
[0026]与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：
[0027]本专利技术所提供的微纳米机器人的驱动系统和驱动方法，第一扫描装置获得微纳米机器人所在路径上的障碍物信息，第二扫描装置获得微纳米机器人所处环境的三维空间信息以及微纳米机器人在环境中的位置信息，控制装置根据障碍物信息、三维空间信息以及位置信息确定微纳米机器人的运动路径，根据预先建立的微纳米机器人的运动迹线方程和障碍物信息确定微纳米机器人的运动速度和方向，并控制驱动装置向微纳米机器人提供相应的动力，以使微纳米机器人沿运行路径运动，从而可以通过第一扫描装置和第二扫描装置实现微纳米机器人的实时监控，通过控制装置和驱动装置实现微纳米机器人运动状态的调节，进而可以满足高精度作业对微纳米机器人的要求。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的一种微纳米机器人的驱动系统的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的另一种微纳米机器人的驱动系统的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例提供的一种微纳米机器人的驱动方法的流程图。
具体实施方式
[0032]以上是本专利技术的核心思想，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术实施例提供了一种微纳米机器人的驱动系统，如图1所示，包括第一扫描装置10、第二扫描装置11、控制装置12和驱动装置13。
[0034]可选地，该驱动装置13位于微纳米机器人以及微纳米机器人所处环境的外部。当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，驱动装置13也可以位于微纳米机器人所处环境的内部。
[0035]可选地，驱动装置13通过电信号或光信号向微纳米机器人的微纳米发动机提供动力。进一步可选地，驱动装置13为激光发射装置或无线供电装置。当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，驱动装置13还可以通过其他方式向微纳米机器人提供动力。
[0036]本专利技术实施例中，第一扫描装置10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11用于获得微纳米机器人所处环境的三维空间信息以及微纳米机器人在环境中的位置信息；控制装置12用于根据障碍物信息、三维空间信息以及位置信息确定微纳米机器人的运动路径，根据预先建立的微纳米机器人的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳米机器人的驱动系统，其特征在于，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行路径运动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二扫描装置包括场发射型扫描电子显微镜。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙若为，孙一绮，
申请(专利权)人：湖南早晨纳米机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：