[发明专利]一种磁控光驱软体机器人

说明书

本发明公开了一种磁控光驱软体机器人，涉及机器人技术领域。包括底座、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四、液晶弹性体层、光热转换试剂层以及磁流体层，所述底座的顶部依次设置有机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四，所述机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四分别粘接设置在底座上表面的四周。该磁控光驱软体机器人，控制信号与驱动源施加位置、方向与角度无严格限制，而传统控制方式需要把信号对准在不同位置，实现不同的运动方向控制，具有非接触式特点，控制与驱动分别采用磁场和光源，无需导线，适用于复杂场合，如人体靶向给药、复杂地形探测等；该软体机器人改变移动方向时，无需转动。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种磁控光驱软体机器人。

背景技术

磁控软体机器人，德国马普智能系统研究所研发的机器人，从外面上看，磁控软体机器人像一片普通的黑色塑料，但在磁场控制下，这片塑料就能“成精”，像软体动物一样运动，它能在水下或水面游动、卷成圆圈滚动、跳过障碍物以及在细管中爬行，灵活切换运动形式，胜任各种液体或固体地形，此外，机器人还能进行装货、运货和卸货操作，据论文介绍，这是一段长3.7毫米、宽1.5毫米、厚185微米的长方体机器人，主体材料为硅胶，内嵌具有磁性的钕铁硼微颗粒，颗粒平均直径为5微米，机器人表面防水，可以被处理成生物相容材料，德国马普智能系统研究所的一个团队在《Nature》杂志上报告了一种毫米尺度的磁控软体机器人，能改变自身形态，模拟毛毛虫、尺蠖以及水母等多种软体动物的运动模式，堪称“铁人三项”选手，由于机器人的运动纯由磁场驱动，可以轻松而无伤地穿透生物组织和合成材料，有望应用于微工程和健康医疗领域，如靶向药物递送或微创手术。

机器人事先被设定成单波长谐波磁剖面，可以在随时间变化的磁场控制下改变自身的形态，向不同的方向牵引，尤其产生不同的运动模式，具体视机器人面临的场地而定，当完全浸没在水中时，机器人可以在C形和V形间变换，泳姿与水母相似，靠近岸边后，机器人可以保持C形旋转滚离水面，滚动也是规则表面上的最快运动方式，毛毛虫就是如此逃离捕食者的，当处于不规则地面上时，机器人会模拟尺蠖的步伐，先用前端支地，调整角度后拉动后端前移，再用后端支地，重新舒展前端，如果要钻进狭小的管道，机器人会像毛毛虫一样波形振动，爬进去，在水面上游动时，机器人也会采用同样的波动方式，最后，如果机器人遇到很高的障碍物，爬行和滚动都很费时，机器人就会像线虫一样形变跳跃，而传统的光驱软体机器人控制方式需要把信号对准在不同位置，实现不同的运动方向控制，调控较为复杂，导致使用效果一般。而且传统的光驱软体机器人适用场合比较单一，为此，提出一种磁控光驱软体机器人来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种磁控光驱软体机器人，具备控制信号与驱动源施加位置、方向与角度无严格限制、非接触式以及软体机器人改变移动方向时无需转动的优点，以解决传统的光驱软体机器人控制方式需要把信号对准在不同位置，实现不同的运动方向控制，调控较为复杂的问题。

为实现控制信号与驱动源施加位置、方向与角度无严格限制、非接触式以及软体机器人改变移动方向时无需转动的目的，本发明提供如下技术方案：一种磁控光驱软体机器人，包括底座、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四、液晶弹性体层、光热转换试剂层以及磁流体层，所述底座的顶部依次设置有机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四，所述机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四分别粘接设置在底座上表面的四周；

所述机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四均由液晶弹性体层、光热转换试剂层以及磁流体层三层构成，所述液晶弹性体层、光热转换试剂层以及磁流体层是由下往上分布设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述磁流体层位于机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四的顶层，所述机械臂一、机械臂二、机械臂三以及机械臂四顶层的磁流体层材料以及尺寸均相同。