(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211508067.7 (22)申请日 2022.11.29 (71)申请人 季华实验室 地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街 道环岛南路28号 (72)发明人 陈方鑫　韦俊杰　毕海　 (74)专利代理 机构 深圳中创智财知识产权代理 有限公司 4 4553 专利代理师 李春林 (51)Int.Cl. C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/10(2006.01) C12M 1/00(2006.01) G06T 7/00(2017.01)G02B 21/32(2006.01) G02B 21/36(2006.01) (54)发明名称 一种远程操作的力反馈自适应 显微操作仪 (57)摘要 本发明涉及显微操作的技术领域， 公开了一 种远程操作的力反馈自适应显微操作仪。 所述远 程操作的力反馈自适应显微操作仪包括： 细胞载 物台， 用于容纳需要操作的细胞； 执行机构， 所述 执行机构包括两个机械臂以及分设于两个所述 机械臂末端上的穿刺针和夹持器， 所述机械臂具 有x轴、 y轴和z轴三个方向上的自由度， 两个所述 机械臂分设于所述细胞载物台两侧； 视觉模块， 用于获取细胞、 所述穿刺针和所述夹持器的位置 信息， 所述视觉模块设置于所述细胞载物台的一 侧； 操作主手， 用于控制所述执行机构的动作。 操 作者可通过操作主手远程控制显微操作仪进行 细胞操作， 操作主手设有能让操作者获得更真实 手感的阻力反馈功能， 有利于提高细胞操作质 量。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115521864 A 2022.12.27 CN 115521864 A 1.一种远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述远程操作的力反馈自 适应显微操作仪包括： 细胞载物台， 用于容纳需要操作的细胞； 执行机构， 所述执行机构包括两个机械臂以及 分设于两个所述机械臂末端上的穿刺针 和夹持器， 所述机械臂具有x轴、 y轴和 z轴三个方向上的自由度， 两个所述机械臂分设于所 述细胞载物台两侧； 视觉模块， 用于获取细胞、 所述穿刺针和所述夹持器的实时图像， 所述视觉模块设置于 所述细胞 载物台的一侧； 操作主手， 用于控制所述执行机构的动作， 并反馈所述穿刺针穿刺细胞时的穿刺力和 反馈所述夹持器夹持细胞时的夹持力， 所述操作主手与所述执 行机构远程信号连接 。 2.根据权利要求1所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述视觉 模块包括光源、 CCD相机和 显微镜， 所述光源设置于所述细胞载物台上方， 所述显微镜设置 于所述细胞载物台的下方， 所述CCD相机 设置于所述显微镜远离所述细胞载物台的一面上， 所述CCD相机用于拍摄细胞在所述执 行机构作用下发生形变的实时图像。 3.根据权利要求1或2所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述 远程操作的力反馈自适应显微操作仪内设有远程控制模块， 所述远程控制模块与所述操作 主手通讯连接， 所述远程控制模块与所述视觉模块通讯连接， 所述远程控制模块与所述执 行机构通讯连接 。 4.根据权利要求3所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述操作 主手包括手柄、 控制按钮和力反馈组件， 所述控制按钮设置于所述手柄上， 所述力反馈组件 包括设置于所述手柄内部的力矩电机、 与所述力矩电机连接的虎克铰和与所述虎克铰连接 的摇杆， 所述摇杆伸出所述手柄表面， 所述操作主手与所述远程控制模块通讯连接， 所述力 矩电机用于在所述执 行机构对细胞进行操作时输出反馈力。 5.根据权利要求4所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述远程 操作的力反馈自适应显微操作仪通过第一视觉算法计算得出所述夹持力， 所述第一视觉算 法的表达式为: ； 其中， 为夹持力， 为细胞夹持形变刚度， 为细胞夹持形变。 6.根据权利要求4所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述远程 操作的力反馈自适应显微操作仪通过第二视觉算法计算得出所述穿刺力， 所述第二视觉算 法的表达式为: ； 其中， 为穿刺力， 为细胞穿刺形变刚度， 为细胞穿刺形变。 7.根据权利要求1所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述细胞 载物台包括培养皿、 x轴运动组件和y轴运动组件， 所述y轴运动组件设置于所述x轴运动组 件上， 所述培 养皿设置 于所述y轴运动组件上。 8.根据权利要求7所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述细胞权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115521864 A 2载物台还包括旋转运动组件， 所述旋转运动组件设置于所述y轴运动组件上， 所述培养皿设 置于所述旋转 运动组件上。 9.根据权利要求1所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述机械 臂上设有电动旋转台， 所述电动旋转台以x轴为中心旋转， 所述穿刺针和所述夹持器分别设 置于一个所述电动旋转台上。 10.根据权利要求9所述的远程操作的力反馈自适应显微操作仪， 其特征在于， 所述夹 持器末端设有一对夹爪。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115521864 A 3