本发明涉及柔性机器人，更具体的说是一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人及制备方法与应用。
背景技术：
1、近年来，以微塑料、微油滴和重金属等为代表的微尺度污染物已经成为当前全球海洋环境面临的主要污染源之一。微污染物分布和浓度的精准检测是监测其影响程度和进一步治理的首要条件，但由于微污染物尺寸小、分散性高、流动性强，常规的水下检测方法难以做到精确检测，且微污染物不同的形状、大小和属性如透明度、半透明度对实验条件下的检测提出了巨大挑战。
技术实现思路
1、本发明提供一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人及制备方法与应用，能够便于控制机器人对海洋微塑料的捕获和检测。
2、上述目的通过以下技术方案来实现：
3、一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，包括柔性主体结构，柔性主体结构的上端面覆涂有导电聚合物层，柔性主体结构内固接有电极，电极与导电聚合物层接触，柔性主体结构的上端面均布固接有微纤毛，微纤毛位于导电聚合物层和电极的上方，微纤毛内部具有钕铁硼粉末，微纤毛的表面上修饰有识别微污染物的特异性功能基团。
4、柔性主体结构包括位于中心的中央盘，以及自中央盘边缘向外延伸出多个辐射对称的腕部。
5、腕部的数量为六个。
6、中央盘呈圆形或正多边形。
7、腕部远离中央盘的一端呈尖锐形或呈圆形。
8、柔性主体结构和微纤毛为硅胶材质。
9、导电聚合物层为介电高弹聚合物或stats。
10、跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，应用于液体中微污染物的捕获和检测。
11、一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人制备方法，包括以下步骤：
12、s1、使用第一模具，第一模具包括第一模具本体，以及设置第一模具本体上端面的第一凹槽，第一凹槽的形状大小与柔性主体结构相同；
13、s2、硅胶溶液注入第一模具的第一凹槽中，使得硅胶溶液平整铺满模具的第一凹槽；
14、s3、使第一模具内的硅胶溶液固化成型；
15、s4、硅胶固化后从第一模具中取出，获得柔性主体结构，然后在柔性主体结构的表面上涂覆导电聚合物层，并埋入电极；
16、l1、使用第二模具，第二模具包括第二模具本体，以及设置在第二模具本体上端面的第二凹槽，第二凹槽供柔性主体结构放入，第二模具本体上设置有均布在第二凹槽内的孔隙；
17、l2、硅胶溶液和纳米级的钕铁硼粉末组成的浆料，充分均匀搅拌形成均匀磁性硅胶浆料后注入到第二凹槽内，使得浆料刚好没过全部孔隙，随后将柔性主体结构置于第二凹槽内与浆料充分接触；
18、l3、使孔隙内的浆料固化成型形成微纤毛，微纤毛与柔性主体结构固接在一起；
19、l4、从第二模具中取出得到表面带有微纤毛结构的柔性机器人，将识别微污染物的特异性功能基团修饰到微纤毛结构表面；
20、l5、表面带有微纤毛结构的柔性机器人通过强外磁场使得的微纤毛结构被磁化，获得跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人。
21、使用可控自组装技术、疏水修饰、共价连接等方式将识别微污染物的特异性功能基团修饰到微纤毛结构表面。
22、本发明一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人及制备方法与应用的有益效果为：
23、通过分布式、模块化加工工艺实现了宏观上的柔性主体结构与微观上的微纤毛表面结构的跨尺度结合；
24、柔性主体结构材料为柔性硅胶，柔性硅胶可以在保证柔性的前提下具备优异的抗拉强度以及弹性，结合导电聚合物层实现电场驱动下的柔性摆动；
25、跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人的表面微观结构中包含钕铁硼粉末，其被磁化后具备良好的磁响应性能，可以使用外源磁场精准驱动；
26、跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人中电极和磁性颗粒均包覆在硅胶材料中，实现了机器人的无壳化，可以抵抗海水的高压环境同时避免了密封问题；
27、跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人中通过柔性主体结构的大范围扫略运动和表面微纤毛结构的高频往复运动，实现了海水中微污染物的高效接触和吸附，最后通过吸附前后机器人表面电荷的变化测得微污染物含量；
28、工作过程中，宏观柔性结构为电场驱动，可以实现大范围的柔性摆动保证运动过程中扫略和接触到更多的海水；表面微观结构是磁场驱动，在高频交变磁场作用下能高频往复运动，以实现与海水中微污染物的高效接触并吸附。以实现高压、大扰动海水环境中宏观尺度的高效可控运动和微尺度污染物的吸附运动。这一跨尺度柔性水下检测机器人系统能够克服海水中微污染物精准检测的“尺度差异”难题，为多种海洋微污染物检测提供新的思路和途径，对海水污染监测和处理技术的提升具有重要的意义。
1.一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，包括柔性主体结构(1)，柔性主体结构(1)的上端面覆涂有导电聚合物层，柔性主体结构(1)内固接有电极，电极与导电聚合物层接触，柔性主体结构(1)的上端面均布固接有微纤毛(2)，微纤毛(2)位于导电聚合物层和电极的上方，微纤毛(2)内部具有钕铁硼粉末，微纤毛(2)的表面上修饰有识别微污染物的特异性功能基团。
2.根据权利要求1所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，柔性主体结构(1)包括位于中心的中央盘，以及自中央盘边缘向外延伸出多个辐射对称的腕部。
3.根据权利要求2所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，腕部的数量为六个。
4.根据权利要求2所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，中央盘呈圆形或正多边形。
5.根据权利要求2所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，腕部远离中央盘的一端呈尖锐形或呈圆形。
6.根据权利要求1所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，柔性主体结构(1)和微纤毛(2)为硅胶材质。
7.根据权利要求1所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，其特征是，导电聚合物层为介电高弹聚合物或stats。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人，应用于液体中微污染物的捕获和检测。
9.一种跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人制备方法，其特征是，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的跨尺度电-磁耦合驱动柔性机器人制备方法，其特征是，使用可控自组装技术、疏水修饰、共价连接等方式将识别微污染物的特异性功能基团修饰到微纤毛结构表面。
