一种含有光镊的机器人系统

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体涉及一种含有光镊的机器人系统。

背景技术

利用一束高会聚激光形成的光学势阱可实现生物微粒、胶体颗粒等微尺度物体的捕获，被人们形象地称为“光镊”。光镊在生物、医学、物理、材料等领域得到了广泛的应用。

由于光镊的操作的尺度很微小，人在操作过程中由于自身的心跳或者抖动会使得光镊的波动很大，导致操作精度不高。

因此，现有技术存在缺陷，急需改进。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种含有光镊的机器人系统。

本申请实施例提供了一种含有光镊的机器人系统，包括：

机器人本体，其内设置有主控电路；

机械臂，其设置于所述机器人本体上，所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂以及第四机械臂；其中，所述第一机械臂一端与所述机器人本体通过第一关节连接，所述第一机械臂的另一端与所述第二机械臂的一端通过第二关节连接，所述第二机械臂的另一端与所述第三机械臂的一端通过第三关节连接；所述第三机械臂的另一端通过第四关节与所述第四机械臂的一端连接；所述主控电路分别与所述第一关节、所述第二关节、第三关节以及第四关节电连接；所述第一关节与所述第二关节的旋转平面为均平行于第一平面，所述第三关节与所述第四关节的旋转平面均平行于第二平面，所述第一平面与所述第二平面垂直；所述第一关节以及所述第三关节均为粗调关节，所述第二关节以及所述第四关节均为细调关节；

光镊组件，其设置于所述第四机械臂的另一端，所述主控电路用于先控制所述第一关节以及所述第三关节旋转使得所述光镊组件的操作部到达操作区域，然后控制所述第二关节以及所述第四关节旋转使得所述光镊组件的操作部到达所述操作区域内的操作目标处。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述光镊组件包括光镊、第一操作部、第一球体、第二球体、第二操作部和多个连接杆，所述第一操作部、第一球体、第二球体、第二操作部部依次通过各连接杆连接；所述第一球体、第二球体均通过光镊进行驱动，所述第一操作部部、第二操作部均用于搬运微尺度物体；所述光镊形成多个三维梯度光阱，分别作用于上所述第一球体或第二球体上，所述第一球体或第二球体在所述光镊的驱动下发生位置变化，带动对应的第一操作部或者第二操作移动，对微尺度物体进行操纵；

所述第四机械臂与一所述连接杆可旋转连接。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述第四机械臂与所述连接杆通过步进电机旋转连接，所述主控电路用于控制所述步进电机的旋转角度。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述第一操作部、第一球体、第二球体、第二操作部和多个连接杆同轴设置。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述第二关节以及所述第四关节的旋转调节精度为所述第一关节以及所述第三关节的旋转调节精度的10倍以上。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述连接杆上；所述主控电路用于根据所述温度传感器检测的温度信息对所述第一关节、所述第二关节、所述第三关节以及所述第四关节的旋转量进行补偿。

可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述机器人本体上还设置有触控显示屏，所述触控显示屏与所述主控电路连接。

本申请实施例提供的含有光镊的机器人系统通过采用机器人来对光镊组件进行操作，降低了人为误差，并且由于通过两个粗调关节和两个细调关节来实现对光镊组件进行操作，可以灵活实现位置调整并且精确度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请一些实施例中的一种含有光镊的机器人系统的结构示意图。

图2是本申请一些实施例中的一含有光镊的机器人系统的光镊组件的结构示意图。

图3是本申请一些实施例中的一种含有光镊的机器人系统的第二结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1以及图2，图1是本申请一些实施例中的一种含有光镊的机器人系统的结构示意图。图2是本申请实施例中的光镊组件的结构示意图。其中，该含有光镊的机器人系统，包括：机器人本体10、机械臂20以及光镊组件30。

该机器人本体10，其内设置有主控电路1111。机械臂20，其设置于所述机器人本体上，所述机械臂包括第一机械臂21、第二机械臂22、第三机械臂23以及第四机械臂24；其中，所述第一机械臂21一端与所述机器人本体通过第一关节25连接，所述第一机械臂21的另一端与所述第二机械臂22的一端通过第二关节26连接，所述第二机械臂22的另一端与所述第三机械臂23的一端通过第三关节27连接；所述第三机械臂23的另一端通过第四关节28与所述第四机械臂24的一端连接；所述主控电路11分别与所述第一关节25、所述第二关节26、第三关节27以及第四关节28电连接；所述第一关节25与所述第二关节26的旋转平面为均平行于第一平面，所述第三关节27与所述第四关节28的旋转平面均平行于第二平面，所述第一平面与所述第二平面垂直；所述第一关节25以及所述第三关节27均为粗调关节，所述第二关节26以及所述第四关节28均为细调关节。

本申请实施例提供的含有光镊的机器人系统通过采用机器人来对光镊组件进行操作，降低了人为误差，并且由于通过两个粗调关节和两个细调关节来实现对光镊组件进行操作，可以灵活实现位置调整并且精确度较高。

其中，细调关节是指每次调整旋转的角度小于第一预设值，例如0.001度。粗调关节是指每次调整旋转的角度大于第二预设值，例如，每次调整1度。

光镊组件，其设置于所述第四机械臂24的另一端，所述主控电路11用于先控制所述第一关节25以及所述第三关节27旋转使得所述光镊组件的操作部到达操作区域，然后控制所述第二关节26以及所述第四关节28旋转使得所述光镊组件的操作部到达所述操作区域内的操作目标处。

请同时参照图3，可选地，在本申请实施例所述的含有光镊的机器人系统中，所述光镊组件30包括光镊、第一操作部31、第一球体32、第二球体33、第二操作部34和多个连接杆35，所述第一操作部31、第一球体32、第二球体33、第二操作部34部依次通过各连接杆35连接；所述第一球体32、第二球体33均通过光镊进行驱动，所述第一操作部31部、第二操作部34均用于搬运微尺度物体；所述光镊形成多个三维梯度光阱，分别作用于上所述第一球体32或第二球体33上，所述第一球体32或第二球体33在所述光镊的驱动下发生位置变化，带动对应的第一操作部31或者第二操作移动，对微尺度物体进行操纵；所述第四机械臂24与一所述连接杆35可旋转连接。

在一些实施例中，该第四机械臂24与所述连接杆35通过步进电机旋转连接，所述主控电路11用于控制所述步进电机的旋转角度。

在一些实施例中，该第一操作部31、第一球体32、第二球体33、第二操作部34和多个连接杆35同轴设置。其中，该连接杆呈长方体条状。

在一些实施例中，该第二关节26以及所述第四关节28的旋转调节精度为所述第一关节25以及所述第三关节27的旋转调节精度的10倍以上。

在一些实施例中，该含有光镊的机器人系统中还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述连接杆35上；所述主控电路11用于根据所述温度传感器检测的温度信息对所述第一关节25、所述第二关节26、所述第三关节27以及所述第四关节28的旋转量进行补偿。光镊，可理解成“用光做成的镊子”，普通的镊子，是有形的夹取物体的器具，靠与物体之间的摩擦力来夹住物体；光镊是一只无形的镊子，它操纵微粒不是靠机械力或者物体之间的摩擦力，而是靠光辐射梯度力和光辐射散射力形成的光辐射力阱，将落入阱内的原子、微粒囚禁。

在一些实施例中，该机器人本体上还设置有触控显示屏，所述触控显示屏与所述主控电路11连接。其中该触控显示屏可以为液晶屏或者OLED显示屏，用于对该机器人本体的操作参数进行设置，或者对该机器人进行操作。

本申请实施例提供的含有光镊的机器人系统通过采用机器人来对光镊组件进行操作，降低了人为误差，并且由于通过两个粗调关节和两个细调关节来实现对光镊组件进行操作，可以灵活实现位置调整并且精确度较高。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。