[发明专利]一种微观智能机器人和微型磁性抓手的制备与使用方法

权利要求书

1.一种微观智能机器人的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.准备设有柱腔的模板基底；

S2.将由非磁性物质包裹的磁性粒子填充的纳米复合树脂滴到模板基底上，通过真空辅助成型工艺使树脂渗透到模板基底的柱腔内以形成产物Ⅰ；

S3.对产物Ⅰ施加空间坐标系中从坐标原点指向第七卦限任一方向的磁场，使磁性粒子在产物Ⅰ的内部进行沿当前磁场方向的取向排列，形成多条沿当前磁场方向的磁链，从而形成产物Ⅱ，并使用光掩模版遮挡住模板基底的2号、3号、4号柱腔，后用蓝光照射，1号柱腔内的树脂发生光固化反应，形成产物Ⅲ，得到固化的微柱Ⅰ；

S4.将S3中的磁场绕z轴顺时针旋转90°，待磁性粒子重新进行沿当前磁场方向的取向排列，形成多条沿当前磁场方向的磁链后，使用光掩模版遮挡住模板基底的3号与4号柱腔，后用蓝光照射，2号柱腔内的树脂发生光固化反应，形成产物Ⅳ，得到固化的微柱Ⅱ；

S5.将S3中的磁场绕z轴顺时针旋转180°，待磁性粒子重新进行沿当前磁场方向的取向排列，形成多条沿当前磁场方向的磁链后，使用光掩模版遮挡住模板基底的4号柱腔，后用蓝光照射，3号柱腔内的树脂发生光固化反应，形成产物Ⅴ，得到固化的微柱Ⅲ；

S6.将S3中的磁场绕z轴顺时针旋转270°，待磁性粒子重新进行沿当前磁场方向的取向排列，形成多条沿当前磁场方向的磁链后，去掉光掩模版，后用蓝光照射，模板基底的4号柱腔内的树脂发生光固化反应，形成产物Ⅵ，得到固化的微柱Ⅳ；

S7.将产物Ⅵ从模板基底上剥离，得到固化后的微观智能机器人；

S8.对所述微观智能机器人施加朝右上方的周期磁场，使所述微观智能机器人向前移动；

S9.将步骤S8中所施加的周期磁场绕z轴旋转一定角度，使微观智能机器人朝旋转后的磁场方向进行转向。

2.根据权利要求1所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述纳米复合树脂内部的磁性粒子的质量分数为10-30％。

3.根据权利要求1或2所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述非磁性物质为SiO2、SiC、Si3N4、TiN、TiO2、TiC或BN中的任一种或多种混合，以降低磁性粒子之间的团聚现象。

4.根据权利要求1或2所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述纳米复合树脂材料为可光固化的高弹性树脂聚合物。

5.根据权利要求4所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述高弹性树脂聚合物为光敏聚氨酯。

6.根据权利要求1或2所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述磁性粒子为Fe、Fe2O3、Fe3O4、Co或Ni中的任一种或多种混合。

7.根据权利要求1或2所述的微观智能机器人的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的模板基底采用具有规则空腔的硅模板。

8.一种微型磁性抓手的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将微观智能机器人与驱动装置连接得到微型磁性抓手；

S2.通过驱动装置移动微型磁性抓手，使抓手的四根微柱将微颗粒包围在内；

S3.对微型抓手施加竖直向下的磁场，微柱组合因为各微柱内部磁性粒子取向排列后所形成的磁链所朝的方向不同，均产生向内的变形；

S4.保持磁场，移动驱动装置，使得微型抓手带动微颗粒移动向目标位置；

S5.到达目标位置之后，撤去竖直向下的磁场，微柱因施加磁场所产生的弹性形变恢复，从而释放微颗粒；

S6.通过驱动装置将微型抓手移走，微颗粒因微型抓手的作用到达目标位置，包括权利要求1或2所述的微观智能机器人的制备方法制备的微观机器人。