一种三探针机器人纳米操纵系统及方法

摘要

本发明涉及由三个探针组成的机器人纳米操纵系统及方法，其主要组成部分有：倒置或正置光学显微镜、光学检测模块、探针控制模块、力反馈模块及扫描器控制模块等。该系统装置的建立，可以实现在纳米尺度上，对特定物体的搬迁，操纵，切割，测试及重组等。其不仅适用于大气环境下，还可以应用于液相环境下，实现对生物细胞、蛋白质及DNA等的操纵。本发明目的在于使用三个探针组成的纳米操纵装置改进现有使用单/双探针纳米操纵装置的操纵方法而提出的一种不但能得到样品的形貌图像，还能通过两个探针对被操纵物体的夹取和另一个探针的操纵相配合，实现对任意形状被操纵物体的搬迁，操纵，切割，测试及重组等的方法。

主权项

一种三探针机器人纳米操纵系统，其特征在于包括：扫描器控制模块(1)、倒置或正置光学显微镜(3)、第一探针控制模块(4)，第二探针控制模块(5)，第三探针控制模块(6)，力反馈模块(7)和光学检测模块(8)；被操纵物体(2)置于扫描器控制模块(1)上，第一探针控制模块(4)和第二探针控制模块(5)分别置于倒置或正置光学显微镜(3)的两侧，且第一探针控制模块(4)和第二探针控制模块(5)成90°‑180°夹角放置，第三探针模块(6)置于第一探针模块和第二探针模块的中垂线上，通过计算机分别控制第一探针控制模块(4)、第二探针控制模块(5)和第三探针控制模块(6)动作和操作；通过力反馈模块(7)和光学检测模块(8)确定实施操纵力的大小，同时第一探针控制模块(4)通过扫描，在纳米尺度上获得被操纵物体的形貌、振幅图像；所述第一探针控制模块(4)由第一探针、第一探针架及第一XYZ方向步进电机组成；第一探针通过第一探针架支撑，并与第一XYZ方向步进电机相连接，第一XYZ方向步进电机与计算机连接；所述第二探针控制模块(5)由第二探针、第二探针架、压电陶瓷驱动器及第二XYZ方向步进电机组成；第二探针通过第二探针架支撑，并与第二压电陶瓷驱动器连接，压电陶瓷驱动器与第二XYZ方向步进电机相连接；第二XYZ方向步进电机、第二压电陶瓷驱动器与计算机连接；所述第三探针控制模块(6)由第三探针、第三探针架、压电陶瓷驱动器及第三XYZ方向步进电机组成；第三探针通过第三探针架支撑，并与第三压电陶瓷驱动器连接，压电陶瓷驱动器与第三XYZ方向步进电机相连接；第三XYZ方向步进电机、第三压电陶瓷驱动器与计算机连接。