CN116442191A - 液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统 - Google Patents

Abstract

一种液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，属于微流控技术领域。本发明针对现有液态金属机器人运动可控性差，微小移动控制精度低的问题。包括平台基座、液态金属机器人、工业摄像头、4的至少4整数倍个石墨电极片、继电器控制模块和控制器；控制器根据预设轨迹和反馈的运动轨迹控制继电器控制模块，使所有石墨电极片在继电器控制模块的控制下实现正电位、接地和悬空三个状态之间的切换；铠甲内部液态金属在石墨电极片形成的电场作用下产生表面电势梯度并进一步产生表面张力梯度，从而在NaOH溶液中产生马兰戈尼流动，带动铠甲由石墨电极片的负极向正极运动，完成沿预设轨迹的移动。本发明用于实现对液态金属机器人的控制。

Description

液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统

技术领域

本发明涉及由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，属于微流控技术领域。

背景技术

微纳机器人由于其体积小、可控性强、集群作用强和穿透性强等突出特点，在医学、环境、工程和能源领域引起了越来越多的关注，它由此逐渐成为微纳制造和体内检测的研究热点。然而，精确的集群控制、体内靶向药物递送和细胞微纳操作仍然是挑战。随着工业生产和科学研究的进展，开发自动化的微操作系统来代替人力实现复杂危险的操作已经成为一个重要的研究方向。

随着研究领域向着微小型化的不断发展，对微小型操作的需求不断增加，人工方式很难实现一些微小的精确操作。镓基液态金属是一种新型智能材料，它为构造灵活移动的微小型机器人提供了新的思路。与传统工业机器人不同，使用镓基液态金属作为驱动部件所构造的微型机器人具有较小的体积和简单的结构，在微型工厂构建、医药试验以及芯片实验室发挥了重要作用。

目前，对于液态金属机器人的研究主要集中在新的驱动方式、新的作用形态、新的应用领域三个方面，而在液态金属机器人自动控制和智能化操纵方面已经无法满足日益增长的精确控制需求。

发明内容

针对现有液态金属机器人运动可控性差，微小移动控制精度低的问题，本发明提供一种由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统。

本发明的一种由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，包括平台基座、液态金属机器人、工业摄像头、4的至少4整数倍个石墨电极片、继电器控制模块和控制器，

平台基座的正方形液体槽内充满预设浓度的NaOH溶液；所有石墨电极片在正方形液体槽的四个内侧壁上均匀布设，并且相对侧壁上的石墨电极片的位置相对应；液态金属机器人放置于平台基座的正方形液体槽内；

继电器控制模块采用直流电源供电，并对石墨电极片进行供电控制；工业摄像头用于采集液态金属机器人的运动轨迹并反馈给控制器；

液态金属机器人包括铠甲和铠甲内部液态金属；

控制器根据预设轨迹和反馈的运动轨迹控制继电器控制模块，使所有石墨电极片在继电器控制模块的控制下实现正电位、接地和悬空三个状态之间的切换；铠甲内部液态金属在石墨电极片形成的电场作用下产生表面电势梯度并进一步产生表面张力梯度，从而在NaOH溶液中产生马兰戈尼流动，带动铠甲由石墨电极片的负极向正极运动，完成沿预设轨迹的移动。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，NaOH溶液的浓度根据液态金属机器人的预期速度选择。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，液态金属机器人在电场的作用下实现平移和旋转运动。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，当石墨电极片为16片时，液态金属机器人最多通过行走正十二边形逼近旋转运动的圆形轨迹。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，对液态金属机器人在16片石墨电极片形成的电场内进行平移运行的控制方法包括：

将正方形液体槽区分为左边、右边、上边和下边，将左边的四个石墨电极片从上到下依次设定为e、f、g、h，右边对应为e’、f’、g’、h’，下边从左到右依次设定为a、b、c、d，上边对应为a’、b’、c’、d’；由16片石墨电极片形成4*4的方形阵列，由下边开始至上边方向第一行的方格依次定义为1，2，3，4，第二行的方格依次定义为5，6，7，8，第三行的方格依次定义为9，10，11，12，第四行的方格依次定义为13，14，15，16；

当预设轨迹为12-11-7-6-10-14，首先继电器控制模块将f’接地，将f置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人沿12-11移动；再将c’接地，将c置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人沿11-7移动；……；最后，将b接地，b’置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人沿10-14移动；

在液态金属机器人移动过程中，控制器通过工业摄像头采集的图像确定液态金属机器人的位置，进而确定石墨电极片通电状态切换的时间点。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，铠甲内部液态金属包括由75.5wt％的镓和24.5wt％的铟组成的共晶镓铟合金；

铠甲的材质为光敏树脂，经3D打印成形。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，工业摄像头通过设置在平台基座上的支架夹持固定。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，继电器控制模块包括两个继电器；

每个继电器具有两个状态位，形成单刀双掷开关；

使第一个继电器的两个连接端连接直流电源的正极和负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器，另一连接端悬空；构成单刀三掷开关；

当第一个继电器接通直流电源的正极，第二个继电器与第一个继电器断开连接时，所有石墨电极片处于整体悬空状态；当第一个继电器接通直流电源的负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片输出电源状态为接地状态；当第一个继电器接通直流电源的正极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片输出电源状态为正电位状态。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，铠甲的外形轮廓包括圆形、方形、矩形和三角形，

圆形、方形和矩形的铠甲通过石墨电极片施加的电压不高于29V；三角形的铠甲通过石墨电极片施加的电压不高于22V。

根据本发明的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，NaOH溶液的浓度区间为1mol/L至2.5mol/L；

石墨电极片通过导电胶带与正方形液体槽的内侧壁固定连接。

本发明的有益效果：本发明将液态金属机器人与自动控制相结合，得到具有微操作功能的智能微操作平台。

本发明所述微操作系统作为一个基础的试验工具，可以进行功能拓展，以实现多种不同的功能和应用于试验操作中，在生物医疗、货物运输和柔性马达等领域中将会有更广阔的应用前景。

本发明系统通过石墨电极片电极的极性变换，与镓基液态金属连续电润湿效应选择性驱动目标流体，结构简单；作为小型、运动可控、适应性强的微型操作平台可用于片上实验室、微流体、微操作和柔性制造等领域。

本发明在保留了液态金属高灵活性的基础上，保证了液态金属机器人的操作可靠性与稳定性，能够实现自动化精细的微小移动控制。本发明无需频繁更换配件，仅需提供NaOH溶液即可长时间的完成精细操作，工作寿命长。

对液态金属机器人的控制，可通过预先设置的程序实现，使液态金属机器人可按照指定路径自动行驶，并可进行货物搬运，有良好的人机交互能力。

本发明系统中液态金属机器人可以与外部机械装置(如机械臂)相结合，以将液体环境中的运动通过机械构件向外部传输。

本发明系统为液态金属机器人配置了硬壳铠甲，解决了液态金属由于软以及柔性导致的运动轨迹不易控制的问题。由于单纯的液态金属在平面上摩擦力比较小，受到平面平整度等因素干扰多，加上一个硬壳，使摩擦力增大，只能向着驱动力方向运动，由此既使液态金属机器人运动轨迹更加可控，又可实现货物的推动。

附图说明

图1是本发明所述由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统的结构示意图；

图2是液态金属机器人的结构示意图；

图3是液态金属机器人的一种预设轨迹的控制示意图；

图4是液态金属机器人的基于一种预设轨迹控制下的实际运行轨迹路线图；

图5是液态金属机器人在16片石墨电极片形成的电场控制下，以正十二边形逼近圆形的行走轨迹时序图；

图6是液态金属机器人进行货物运输的轨迹过程图；

图7是液态金属机器人逼近圆形行走的一种路线示意图；

图8是液态金属机器人逼近圆形行走的另一种路线示意图；

图9是两个液态金属机器人并联实现自行车式运动的示意图；

图10是三个液态金属机器人组合实现三足机器人运动的示意图；

图11是以三个及以上液态金属机器人为例，实现货物运输的示意图；

图12是在液态金属机器人铠甲的侧面安装机械臂的示意图；

图13是在液态金属机器人铠甲的上方安装机械臂的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一、结合图1和图2所示，本发明提供了一种由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，包括平台基座1、液态金属机器人2、工业摄像头3、4的至少4整数倍个石墨电极片4、继电器控制模块5和控制器6，

平台基座1的正方形液体槽内充满预设浓度的NaOH溶液11；所有石墨电极片4在正方形液体槽的四个内侧壁上均匀布设，并且相对侧壁上的石墨电极片的位置相对应；液态金属机器人2放置于平台基座1的正方形液体槽内；

继电器控制模块5采用直流电源51供电，并对石墨电极片4进行供电控制；工业摄像头3用于采集液态金属机器人2的运动轨迹并反馈给控制器6；

液态金属机器人2包括铠甲21和铠甲内部液态金属22；

控制器6根据预设轨迹和反馈的运动轨迹控制继电器控制模块5，使所有石墨电极片4在继电器控制模块5的控制下实现正电位、接地和悬空三个状态之间的切换；铠甲内部液态金属22在石墨电极片4形成的电场作用下产生表面电势梯度并进一步产生表面张力梯度，从而在NaOH溶液中产生马兰戈尼流动，带动铠甲21由石墨电极片4的负极向正极运动，完成沿预设轨迹的移动。

本实施方式中，控制器6可以为移动计算机；继电器控制模块5可以为32路网络继电器控制模块。移动计算机与继电器控制模块5连接，向继电器控制模块5输出相应控制信息。

直流电源51通过两根导线7与继电器控制模块5连接。

NaOH溶液的浓度会影响机器人的速度，在实际使用中，NaOH溶液的浓度根据液态金属机器人2的预期速度选择。

本实施方式中，对石墨电极片4极性的改变，可以控制液态金属机器人2在电场的作用下实现平移和旋转运动。

作为示例，结合图3和图4所示，当石墨电极片4为16片时，液态金属机器人2最多通过行走正十二边形逼近旋转运动的圆形轨迹。

作为示例，结合图3和图4所示，对液态金属机器人2在16片石墨电极片4形成的电场内进行平移运行的控制方法包括：

将正方形液体槽区分为左边、右边、上边和下边，将左边的四个石墨电极片从上到下依次设定为e、f、g、h，右边对应为e’、f’、g’、h’，下边从左到右依次设定为a、b、c、d，上边对应为a’、b’、c’、d’；由16片石墨电极片4形成4*4的方形阵列，由下边开始至上边方向第一行的方格依次定义为1，2，3，4，第二行的方格依次定义为5，6，7，8，第三行的方格依次定义为9，10，11，12，第四行的方格依次定义为13，14，15，16；

当预设轨迹为12-11-7-6-10-14，

首先继电器控制模块5将f’接地，将f置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人2沿12-11移动；再将c’接地，将c置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人2沿11-7移动；……；最后，将b接地，b’置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人2沿10-14移动；

在液态金属机器人2移动过程中，控制器6通过工业摄像头3采集的图像确定液态金属机器人2的位置，进而确定石墨电极片4通电状态切换的时间点。

本实施方式中，通过控制器6设定程序指令，并通过继电器控制石墨电极片4的三个状态位。液态金属机器人2沿着图3中的电极连线方向进行轨迹运行。

当机器人沿f-f’的当前路径到达11点时，工业摄像头通过模板匹配算法检测机器人达到点，并通过数据传输线反馈给移动计算机。然后，计算机根据预定轨迹将下一个控制信号自动发送到32路网络控制继电器模块。继电器关闭f-f’电极的电源，并打开c-c’电极的电源。在7点和6点的转向机理与11点相同。机器人的实际运行轨迹路线图参照图4，图4中方框表示液态金属机器人的实际运行轨迹，方框越密集表示运动速度越慢，稀疏表示运动速度较快。

除了直线行走，液态金属机器人还具备一定的自动圆弧行走能力。在设计液态金属机器人“0”行走轨迹时，采用圆的多边形画法，通过行走正多边形的方式来无限逼近圆轨迹。所设计的电极数量为16个，且每边四个电极布置，最多能够行走出正十二边形，所以规划机器人轨迹行走正十二边形来逼近圆形，行走结果如图5时序图所示。

自动导引功能的微操作系统具有自动货物运输功能。工业摄像头自动识别货物位置，并通过计算机自动规划运动轨迹。参照图6，液态金属机器人货物运输过程如下：首先，机器人向右运动，行走2s后向下方转向。继续向下方行走4s后，机器人到达货物的正右方。然后，机器人再次转向，将货物推送到货物存放区正下方。液态金属机器人行走方形轨迹，18s的时间到达货物正下方。最后，机器人将货物推向货物存放区，完成货物运输工作。

液态金属机器人实现圆形行走的两种方式如图7和图8所示。

作为示例，铠甲内部液态金属22包括由75.5wt％的镓和24.5wt％的铟组成的共晶镓铟合金；

铠甲21的材质为光敏树脂，经3D打印成形。铠甲21设置为不同形状时，可以在同种条件下实现不同的运动速度与特点。

进一步，结合图1所示，工业摄像头3通过设置在平台基座1上的支架31夹持固定。支架31上设置夹持装置用于夹固工业摄像头3，工业摄像头3采集的数据通过数据传输线反馈至移动计算机。移动计算机对工业摄像头3采集的数据进行整理并规划路线。计算机实时显示机器人位置坐标和图像信息，与控制指令进行校对。

本实施方式中，继电器控制模块5包括两个继电器；

每个继电器具有两个状态位，形成单刀双掷开关；

使第一个继电器的两个连接端连接直流电源51的正极和负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器，另一连接端悬空；构成单刀三掷开关；

当第一个继电器接通直流电源51的正极，第二个继电器与第一个继电器断开连接时，所有石墨电极片4处于整体悬空状态；当第一个继电器接通直流电源51的负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片4输出电源状态为接地状态；当第一个继电器接通直流电源51的正极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片4输出电源状态为正电位状态。

本实施方式中，为了使电极具有正电位、接地、悬空三个状态，将两个继电器串接构成单刀三掷开关。

进一步，铠甲21的外形轮廓包括圆形、方形、矩形和三角形，

圆形、方形和矩形的铠甲21通过石墨电极片4施加的电压不高于29V；三角形的铠甲21通过石墨电极片4施加的电压不高于22V。

再进一步，NaOH溶液的浓度区间为1mol/L至2.5mol/L；溶液浓度低于1mol/L时，液态金属机器人的运动启动变得困难；当溶液浓度高于2.5mol/L时，溶液电解现象明显加剧。

石墨电极片4通过导电胶带与正方形液体槽的内侧壁固定连接。继电器控制模块5与石墨电极片4通过导线7电气连接，导线7与石墨电极片4通过导电胶带固定。

继电器控制模块5的供电电压为12V；直流电源51可选择为AC-DC开关电源，实现220V交流电压向12V直流电压的转变。

本实施方式中，32路网络继电器控制模块对16块石墨电极片输出控制信号，决定电极的极性。液态金属在电场作用下形成的双电层是固有双电层和诱导双电层的叠加效果，并因此在液态金属表面产生电势梯度。在电场的作用下液态金属产生表面张力梯度。液态金属表面张力梯度诱导产生马兰戈尼剪应力，并在NaOH溶液中产生马兰戈尼流动。液态金属表面流体流动速度由全局流速和局部流速两部分组成，流动产生的反作用力可以驱动液态金属运动。宏观上，使液态金属机器人2由负极向着正极运动。液态金属机器人2移动过程中，通过工业摄像头3的实时观测，进行移动路径的实时修改与补偿，完成沿路径的移动或物体的运送。

在实际使用时，根据预期驱动力及液态金属机器人2所要实现的运动精度选择合适的NaOH溶液浓度及电压大小，通过视觉识别实现机器人位置反馈，并通过程序反馈加电方式来实现对机器人运动轨迹的闭环控制。

具体实施例：平台基座1为150mm×150mm的开口方盒，两相对石墨电极片4之间距离为150mm。16个石墨电极片4均匀地分布在周围，并间隔15mm，石墨电极片4大小为15mm×20mm，厚度为2mm。

本实施方式在具体使用中，可以将液态金属机器人2的个数扩展为多个，实现多个机器人协同运动。结合图9所示，以两个液态金属机器人2并联为例，可以实现自行车形式的直行、旋转等运动；结合图10所示，以三个液态金属机器人2组合为例，可以实现三足机器人的直行，转向、掉头等运动；结合图11所示，以三个及以上液态金属机器人2组合为例，可以搭载货物平台，实现货物运输。

当液态金属机器人2的个数多于一个时，直流电源51和继电器控制模块5的数量随液态金属机器人2人数量同时增加；每个直流电源对应一个继电器控制模块，可实现平台内石墨电极上不同电压输出。相应的，程序控制不同继电器输出不同大小电压。石墨电极片4上的电压不同，对液态金属机器人2产生的驱动力具有差异，可利用驱动力的差异实现复杂运动。施加在每个机器人上的电压存在差异，引起单个机器人运动速度差异，从而实现转向和旋转运动。

液态金属机器人2的铠甲21作为刚性部件，解决了柔性液态金属不能附加其他部件的问题。结合图12和图13所示，实现了机械操作手臂与铠甲21的连接。图12中，将机械操作手臂与铠甲21的侧面连接；图13中，将铠甲21作为底部支撑，在铠甲上方安装机械操作手臂；通过连接的机械操作手臂，将液态金属机器人2的运动传递到溶液外，可实现溶液外的操作任务；在铠甲上方安装机械操作手臂，还可实现微通道特定操作任务。

综上，本发明所述微操作系统可代替人力实现复杂危险的操作。由液态金属为内核和光敏材料作为铠甲的液态金属机器人实现货物的运输。由石墨电极提供不同的极性，在液态金属机器人工作的环境中产生不同的电场，实现不同的运动方式与运动速度。通过对工作内容的规划，确定所施加的电压与溶液浓度，进而实现对于货物的运输。本发明系统具有使用寿命长，运动灵活可控，搭建方式简单，自动化程度高，重复性好，人机交互较好等特点。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (10)

1.一种由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于包括平台基座(1)、液态金属机器人(2)、工业摄像头(3)、4的至少4整数倍个石墨电极片(4)、继电器控制模块(5)和控制器(6)，

平台基座(1)的正方形液体槽内充满预设浓度的NaOH溶液；所有石墨电极片(4)在正方形液体槽的四个内侧壁上均匀布设，并且相对侧壁上的石墨电极片的位置相对应；液态金属机器人(2)放置于平台基座(1)的正方形液体槽内；

继电器控制模块(5)采用直流电源(51)供电，并对石墨电极片(4)进行供电控制；工业摄像头(3)用于采集液态金属机器人(2)的运动轨迹并反馈给控制器(6)；

液态金属机器人(2)包括铠甲(21)和铠甲内部液态金属(22)；

控制器(6)根据预设轨迹和反馈的运动轨迹控制继电器控制模块(5)，使所有石墨电极片(4)在继电器控制模块(5)的控制下实现正电位、接地和悬空三个状态之间的切换；铠甲内部液态金属(22)在石墨电极片(4)形成的电场作用下产生表面电势梯度并进一步产生表面张力梯度，从而在NaOH溶液中产生马兰戈尼流动，带动铠甲(21)由石墨电极片(4)的负极向正极运动，完成沿预设轨迹的移动。

2.根据权利要求1所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，NaOH溶液的浓度根据液态金属机器人(2)的预期速度选择。

3.根据权利要求2所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，液态金属机器人(2)在电场的作用下实现平移和旋转运动。

4.根据权利要求3所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，当石墨电极片(4)为16片时，液态金属机器人(2)最多通过行走正十二边形逼近旋转运动的圆形轨迹。

5.根据权利要求4所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，对液态金属机器人(2)在16片石墨电极片(4)形成的电场内进行平移运行的控制方法包括：

将正方形液体槽区分为左边、右边、上边和下边，将左边的四个石墨电极片从上到下依次设定为e、f、g、h，右边对应为e’、f’、g’、h’，下边从左到右依次设定为a、b、c、d，上边对应为a’、b’、c’、d’；由16片石墨电极片(4)形成4*4的方形阵列，由下边开始至上边方向第一行的方格依次定义为1，2，3，4，第二行的方格依次定义为5，6，7，8，第三行的方格依次定义为9，10，11，12，第四行的方格依次定义为13，14，15，16；

当预设轨迹为12-11-7-6-10-14，首先继电器控制模块(5)将f’接地，将f置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人(2)沿12-11移动；再将c’接地，将c置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人(2)沿11-7移动；……；最后，将b接地，b’置正电位，其它石墨电极片悬空，使液态金属机器人(2)沿10-14移动；

在液态金属机器人(2)移动过程中，控制器(6)通过工业摄像头(3)采集的图像确定液态金属机器人(2)的位置，进而确定石墨电极片(4)通电状态切换的时间点。

6.根据权利要求5所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，铠甲内部液态金属(22)包括由75.5wt％的镓和24.5wt％的铟组成的共晶镓铟合金；

铠甲(21)的材质为光敏树脂，经3D打印成形。

7.根据权利要求6所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，

工业摄像头(3)通过设置在平台基座(1)上的支架(31)夹持固定。

8.根据权利要求7所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，继电器控制模块(5)包括两个继电器；

每个继电器具有两个状态位，形成单刀双掷开关；

使第一个继电器的两个连接端连接直流电源(51)的正极和负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器，另一连接端悬空；构成单刀三掷开关；

当第一个继电器接通直流电源(51)的正极，第二个继电器与第一个继电器断开连接时，所有石墨电极片(4)处于整体悬空状态；当第一个继电器接通直流电源(51)的负极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片(4)输出电源状态为接地状态；当第一个继电器接通直流电源(51)的正极，第二个继电器的一连接端连接第一个继电器时，对石墨电极片(4)输出电源状态为正电位状态。

9.根据权利要求8所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，铠甲(21)的外形轮廓包括圆形、方形、矩形和三角形，

圆形、方形和矩形的铠甲(21)通过石墨电极片(4)施加的电压不高于29V；三角形的铠甲(21)通过石墨电极片(4)施加的电压不高于22V。

10.根据权利要求1所述的由液态金属驱动具有自动导引功能的微操作系统，其特征在于，NaOH溶液的浓度区间为1mol/L至2.5mol/L；

石墨电极片(4)通过导电胶带与正方形液体槽的内侧壁固定连接。