技术特征：
1.一种细胞显微注射装置，包括：连接杆(1)、与连接杆(1)连接的封装器(2)、固定在封装器(2)内的压电驱动器(3)、显微注射针(7)，其特征在于，还包括注入器(4)和轮毂式柔顺机构(5)，注入器(4)的两端分别与封装器(2)和轮毂式柔顺机构(5)连接，显微注射针(7)与轮毂式柔顺机构(5)固连；所述的轮毂式柔顺机构(5)上设有用以将轴向振动传递至显微注射针(7)的簧片型柔顺单元(52)。2.根据权利要求1所述的细胞显微注射装置，其特征在于，所述的轮毂式柔顺机构(5)具有两个同心的空心圆柱体，两个空心圆柱体的端面通过若干簧片型柔顺单元(52)进行连接，且若干簧片型柔顺单元(52)沿两空心圆柱体的周向均匀分布。3.根据权利要求1所述的细胞显微注射装置，其特征在于，显微注射针(7)的针尖头部弯折角度为0
°
。4.根据权利要求1所述的细胞显微注射装置，其特征在于，所述的注入器(4)内部设有呈“l”型的孔道(42)，孔道(42)的一端口设于注入器(4)的侧面，显微注射针(7)贯穿柔顺机构(5)并插入孔道(42)的另一端口。5.根据权利要求1所述的细胞显微注射装置，其特征在于，还包括位于轮毂式柔顺机构(5)外表面的固定夹头(6)，固定夹头(6)与连接杆(1)的一端限位活动连接。6.根据权利要求4所述的细胞显微注射装置，其特征在于，所述孔道(42)与显微注射针(7)接口处安装有密封圈。7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的细胞显微注射装置的鲁棒阻抗控制方法，其特征在于，在显微注射针(7)的底部安装有微力传感器，在压电驱动器(3)内部集成有位移传感器，采用一个控制器同时调节所述显微注射针(7)的穿刺力和位置；该控制器的控制系统中具有显微注射针的控制环，显微注射针的控制环为位置变量x，当显微注射针的针尖与被注射对象接触时，产生接触力f，f与理想接触力f
d
进行作差得到接触力误差e
f
，e
f
作为阻抗模型的输入，得到响应的位置误差e
p
，反馈到显微注射针的控制环，调整位置输入，使得显微注射针的位置以及显微注射针与环境的接触力满足预定的理想轨迹；其中，阻抗模型中设计滑模函数进行自适应控制补偿以减小外界扰动的影响。8.根据权利要求7所述的鲁棒阻抗控制方法，其特征在于，所述的阻抗模型的动力学方程为：其中，m
i
是虚拟有效质量，b
i
是虚拟有效阻尼系数，k
i
是虚拟有效刚度系数，k
f
是外力系数，e
p
是位置误差，e
f
是力误差，是对位置误差进行时间求导得到的速度误差，是对位置误差进行时间二次求导得到的加速度误差。9.根据权利要求8所述的鲁棒阻抗控制方法，其特征在于，稳态位置误差和稳态接触误差的解析表达为：其中，k
i
是虚拟有效刚度系数，k
f
是外力系数，用以调整力误差e
f
的权重，是外部环境有效刚度系数，f
d
是理想所需力，x
d
是理想所需位移，x
e
是没有相互作用力时环境的平衡位
置，e
pss
是稳态位置误差，e
fss
是稳态力误差，n为根据阻抗模型变化的系数。10.根据权利要求7所述的细胞显微注射装置的鲁棒阻抗控制方法，其特征在于，所给出的位移
‑
时间参考信号斜率k以及所给出的力
‑
时间信号的最大值f
max
满足：0.5≤k≤1,10mn≤f
max
≤40mn。
技术总结
本发明公开了一种细胞显微注射装置，包括连接杆、与连接杆连接的封装器、固定在封装器内的压电驱动器、显微注射针，还包括注入器和轮毂式柔顺机构，注入器的两端分别与封装器和轮毂式柔顺机构连接，显微注射针与轮毂式柔顺机构固连；所述的轮毂式柔顺机构上设有用以将轴向振动传递至显微注射针的簧片型柔顺单元。本发明能够减小了显微注射装置中针头的横向振动，减小细胞穿刺的过程中细胞的损伤。减小细胞穿刺的过程中细胞的损伤。减小细胞穿刺的过程中细胞的损伤。
技术研发人员：段榆洲 凌杰 朱玉川 陈龙 郑述峰 张洺铭
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2021/11/2