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原文传递基于磁力驱动的微小目标抓取装置及其制备与抓取方法

专利名称：	基于磁力驱动的微小目标抓取装置及其制备与抓取方法
摘要：	本发明公开了基于磁力驱动的微小目标抓取装置及其制备与抓取方法，该装置通过改变电磁铁与抓取装置之间的距离及改变电磁铁通电电流能够对微小目标提供大小可控的抓取力，进而准确抓取微小目标；制备该装置时，对毛细玻璃管拉伸熔断获得两段长度相等且具备细长尖端的短毛细玻璃管，作为末端执行器，其尖端与微小目标接触，作为末端执行器的接触端，将设定末端执行器的尖端充满磁性纳米粒子获得具有磁性的末端执行器并弯折尖端；使用该装置抓取时，两根末端执行器相对放置，且弯折面相对；与电磁铁磁性相同的末端执行器靠近电磁铁放置；所述电磁铁产生磁场，以驱动两个所述末端执行器相向移动，通过两个所述末端执行器的尖端夹持所述微小目标。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	刘晓明;柳丹;李鹏云;唐小庆;黄强;新井健生
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910156446.6
公开号：	CN109956321A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	付雷杰;高燕燕
分类号：	B65G47/92(2006.01);B;B65;B65G;B65G47
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，包括电磁铁和两根具有磁性的末端执行器，两根末端执行器的磁性相反；所述末端执行器一端为尖端，且在尖端处弯折设定角度；使用时，两根末端执行器相对放置，且弯折面相对；与电磁铁磁性相同的末端执行器靠近电磁铁放置；所述电磁铁产生磁场，以驱动两个所述末端执行器相向移动，通过两个所述末端执行器的尖端夹持所述微小目标。 2.如权利要求1所述的基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，所述末端执行器为一端具有尖端的毛细玻璃管；毛细玻璃管的尖端设定长度范围内填充有顺磁性纳米粒子，通过磁化所述顺磁性纳米粒子，使所述末端执行器具有磁性。 3.基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，包括电磁铁和两根末端执行器，其中一根末端执行器具有磁性，另一根末端执行器没有磁性；所述末端执行器一端为尖端，且在尖端处弯折设定角度；所述电磁铁用于产生磁场，以驱动具有磁性的所述末端执行器移动；使用时，两根末端执行器相对放置，且弯折面相对；不具磁性的末端执行器靠近电磁铁放置；通过两个所述末端执行器的尖端夹持所述微小目标。 4.如权利要求3所述的基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，所述末端执行器为一端具有尖端的毛细玻璃管；将其中一根毛细玻璃管的尖端设定长度范围内填充有磁性纳米粒子。 5.如权利要求4所述的基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，所述磁性纳米粒子为顺磁性纳米粒子或磁性颗粒。 6.基于磁力驱动的微小目标抓取装置的制备方法，其特征在于，所述微小目标抓取装置为权利要求2所述的抓取装置，包括如下步骤：步骤一：将毛细玻璃管两端固定，并向两端同时施加沿管轴线向外的拉力，在施加拉力的同时对毛细玻璃管的中心进行加热，通过对毛细玻璃管拉伸熔断获得两段长度相等且具备细长尖端的短毛细玻璃管，作为末端执行器，其尖端与微小目标接触，作为末端执行器的接触端；步骤二：取步骤一中所获得的两根末端执行器，向每根末端执行器中注入顺磁性纳米粒子，将顺磁性纳米粒子充满末端执行器的尖端的设定长度范围内；步骤三：对步骤二中注入的顺磁性纳米粒子固化；步骤四：将步骤三中固化好的末端执行器放在设定强度的脉冲磁场中磁化，使两根末端执行器的磁性方向相反；步骤五：将步骤四中磁化后的两根末端执行器在其末端设定位置处进行加热弯折，弯折方向朝向两根末端执行器的相对面。 7.基于磁力驱动的微小目标抓取装置的抓取方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的抓取装置，将两根末端执行器放在所述电磁铁产生的磁场中并使微小目标处于两根末端执行器的弯折处的相对面之间，两根末端执行器在磁力的驱动下相对运动，通过其尖端夹取微小目标；调整电磁铁和与其相邻的末端执行器之间的距离或调整电磁铁的通电电流大小，能够调整末端执行器抓取微小目标的抓取力大小。 8.基于磁力驱动的微小目标抓取装置的制备方法，其特征在于，所述微小目标抓取装置为权利要求4所述的抓取装置，包括如下步骤：步骤一：将毛细玻璃管两端固定，并向两端同时施加沿管轴线向外的拉力，在施加拉力的同时对毛细玻璃管的中心进行加热，通过对毛细玻璃管拉伸熔断获得两段长度相等且具备细长尖端的短毛细玻璃管，作为末端执行器，其尖端与微小目标接触，作为末端执行器的接触端；步骤二：取步骤一中所获得的两根末端执行器，向其中一根末端执行器注入磁性纳米粒子，将磁性纳米粒子充满末端执行器的尖端的设定长度范围内；步骤三：对步骤二中注入磁性纳米粒子的末端执行器固化；步骤四：将未注入磁性纳米粒子的末端执行器和步骤三中固化后的末端执行器分别在其末端设定位置处进行加热弯折，弯折方向朝向两根末端执行器的相对面。 9.基于磁力驱动的微小目标抓取装置的抓取方法，其特征在于，使用权利要求4或5所述的抓取装置，将弯折后的两根末端执行器放在磁场中并使微小目标处于两根末端执行器的弯折处的相对面之间，使未注入磁性纳米粒子的末端执行器位于注入磁性纳米粒子的末端执行器和电磁铁之间，其中，注入磁性纳米粒子的末端执行器在其内的磁性纳米粒子受磁力的作用下向未注入磁性纳米粒子的末端执行器靠近，用于夹取微小目标；调整电磁铁和与其相邻的末端执行器之间的距离以及调整电磁铁的通电电流大小用于调整末端执行器抓取微小目标的抓取力大小。 10.如权利要求1或3所述的基于磁力驱动的微小目标抓取装置，其特征在于，所述末端执行器尖端处的弯折角度为30°-75°。
所属类别：	发明专利