一种基于扫描电子显微镜的虚拟力反馈遥纳操作平台及实现虚拟力觉交互的方法

摘要

一种基于扫描电子显微镜的虚拟力反馈遥纳操作平台及实现虚拟力觉交互的方法，涉及一种基于显微镜的虚拟力反馈遥纳操作平台及方法。它解决了目前国内外普遍采用的纳米操作系统对纳米粒子或构件进行操作缺乏操作过程实时的图像信息，系统的操作效率低、灵活性差的问题。该平台包括扫描电子显微镜、纳米定位器、操作探针、样品台、触觉主手Omega.3、纳米定位控制器、上位机和样本腔体；在VC++2008环境下，开发虚拟三维纳米操作环境；通过碰撞检测算法进行碰撞检测；上位机对所获得反馈力进行力觉渲染，并反馈到触觉主手Omega.3，实现虚拟力觉交互。本发明适用于遥纳操作技术领域。

主权项

一种基于扫描电子显微镜的虚拟力反馈遥纳操作平台，其特征在于：它包括扫描电子显微镜(1)、纳米定位器(2)、操作探针(3)、样品台(4)、触觉主手Omega.3(5)、纳米定位控制器(6)、上位机(7)和样本腔体(8)，所述样本腔体(8)内设置有纳米定位器(2)，纳米定位器(2)位于样本腔体(8)的底部；所述纳米定位器(2)上设置有操作探针(3)，操作探针(3)的末端与样品台(4)的台面相接触；所述样品台(4)固定安装在样本腔体(8)的内侧壁上；该样品台(4)用于放置纳米线；所述扫描电子显微镜(1)固定安装在样本腔体(8)上方居中的位置上，该扫描电子显微镜(1)的镜头朝向样本腔体(8)内，该扫描电子显微镜(1)用于采集操作探针(3)针尖所在区域的图像；所述触觉主手Omega.3(5)通过USB接口与上位机(7)连接，上位机(7)通过串口与纳米定位控制器(6)连接；纳米定位控制器(6)通过通讯线与样本腔体(8)内的纳米定位器(2)连接；扫描电子显微镜(1)的图像信息输出端连接上位机(7)的图像信息输入端；上位机(7)将图像信息处理后发送位置与力控制信息至触觉主手Omega.3(5)；触觉主手Omega.3(5)的主手位置信息信号输出端连接上位机(7)的主手位置信息信号输入端；上位机(7)的位置控制指令信号输出端连接纳米定位控制器(6)的位置控制指令信号输入端；纳米定位控制器(6)的位置信号输出端连接纳米定位器(2)的位置信号输入端。