A high accurate positioning and manipulation technique for untethered microrobots
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Bu çalışmada, diamagnetic levitasyonla sıvı ortamda yüksek hassasiyet pozisyonelhareket kabiliyeti olan bir mikrodobot manipülasyon tekniği sunulmuştur. Mikrorobotların, harici olarak uygulanan manyetik kuvvetler aracılığıyla bağsızmanipülasyonu, özellikle tıbbi ve biyolojik uygulamalar için potansiyeli nedeniyle umutverici bir araştırma alanı olarak ortaya çıkmaktadır. Sunulan yöntemin amacı, yüksekhassasiyetli bir hareket elde etmek için alt tabaka yüzeyi ile mikro çubuk arasındakisürtünme kuvvetini ortadan kaldırmaktır. Önerilen yöntemle, pirolitik grafit üzerindelevitated mikrodobanın hassas (nano) konumlandırılması gösterilmiştir. Önerilentekniğin uygulanabilirliği, matematiksel model, FEM analizi ve deney sonuçları iledesteklenerek başarıyla kanıtlanmıştır. Mikro robotu dengelenmiş bir konumda havadangeçirmek için gereken manyetik kuvvet belirlendi. Z ekseni üzerindeki kaldırıcı mıknatısınkonumuna bağlı olarak değişen kuvvet değerine göre, sıvı içindeki mikro roobotunhavaya kaldırma yüksekliği FEM analizi ile belirlendi ve ayrıca deney sonuçları gösterildi.Deney sonuçlarına göre, mikrodobot, değişken hızlarda ve havatlama yüksekliklerindeyüksek doğrulukla istenen yörünge izleyebilir. Nano düzeydeki konumlandırmahassasiyeti sayesinde, önceden belirlenmiş yörüngelerde (sinüzoidal veya dairesel)istenilen hareket elde edilebilir. Güçlü elektromıknatıslar veya daha büyük daimimıknatıslar kullanmak yerine, sunulan mikro manipülasyon tekniği ile mikro platformlarsıvı bir ortamda 3 boyutlu uzayda hareket edebilirler. In this study, a microrobot manipulation technique with high precision positional abilityto move in a liquid environment with diamagnetic levitation has been presented.Untethered manipulation of microrobots by means of externally applied magneticforces has been emerging as a promising field of research, particularly due to itspotential for medical and biological applications. Purpose of the presented method is toeliminate friction force between surface of the substrate and microrobot so that a highaccuracy motion can be achieved. With the proposed method, precise (nano)positioning of levitated microrobot on the pyrolytic graphite is demonstrated. Theapplicability of the proposed technique has been successfully proved by supporting itwith the mathematical model, FEM analysis and experimental results. The magneticforce, which is required to levitate microrobot at a stabilized position, was determined.According to the varying force value depending on the position of the lifter magnet onz-axis, the levitation height of microrobot in the liquid was determined by FEM analysisand also shown by the experimental results. According to experimental results, themicrorobot can follow to desired trajectory with high accuracy at variable speeds andlevitation heights. Due to the positioning accuracy at nano-level, desired locomotion canbe achieved in pre-specified trajectories (sinusoidal or circular). Instead of using strongelectromagnets or bigger permanent magnets, microrobots can move in 3-dimensionalspace in a liquid environment with the presented manipulation technique.
Collections