主动齿轮的转动控制、互锁与自定位

齿轮和齿轨约束自由度并将动力导入指定运动，是宏观机器的基本构件。互锁的微转子同样构成可行微机械的关键要素。它们的组装、定位和控制在微观尺度上是一项挑战，因为噪声无处不在。在此，我们展示了一类具有不同齿数、可自旋转齿轮的组装与控制，并研究了多齿轮系统中的互锁机制。这些齿轮是自主且主动的，其齿由胶体微游动体构成，为结构提供动力并控制其转速。利用光涡旋的角动量，我们控制齿轮的旋转方向。我们研究成对互锁齿轮，它们以随机游走和曲率依赖的迁移率彼此滚动。我们利用此特性实现齿轮在变曲率结构上的自定位，并编程微机器人，尤其展示了拾取、移动和释放负载的能力。本工作凸显了使用自定位构件进行微尺度制造的未开发机遇，并构成了通向自主可编程微机器人重要的一步。