[发明专利]一种吹卷式快速伸缩机器人及其运动控制方式

权利要求书

1.一种吹卷式快速伸缩机器人，其特征在于：包括基座(9)，所述基座(9)上表面间隔安装有支架一(7)和支架二(8)，支架一(7)和支架二(8)上支撑安装有箱体(4)，箱体(4)的一侧延伸有蜗壳结构，蜗壳结构内部安装风扇(5)，箱体(4)内安装有驱动风扇(5)工作的高速电机(6)，蜗壳结构的头部延伸有圆管，所述圆管内嵌入套管(3)，套管(3)头部的外壁面上套有涡状气囊(2)，涡状气囊(2)的一端延伸有与套管(3)连接的第一管状结构，涡状气囊(2)内安装有涡卷弹簧(1)，涡卷弹簧(1)的一端成第二管状结构，且同时嵌套于套管(3)和第一管状结构的内壁面处，涡卷弹簧(1)的另一端成伸缩式涡卷状结构；还包括驱动其工作的控制系统；

利用所述的吹卷式快速伸缩机器人的运动控制方式，具体的运动控制过程如下：

第一步：控制系统检测：检测吹卷式快速伸缩机器人需要伸展的距离，并发送至机器人的运动控制器，运动控制器根据反馈通道检测到的预定伸展的最大速度、涡卷弹簧(1)的收卷弹力及空气阻力，并建立伸展运动的动力学方程，获得上述各参数和伸展运动轨迹之间的数学关系，得出所需鼓风力的风压、风扇(5)风力大小及变化规律；

第二步：伸展运动控制：依据空气动力学公式，将第一步中得到的风扇(5)风力的大小和变化规律换算为高速电机(6)的转速值及变化规律，并发送至高速电机(6)的驱动模块，实现伸缩机器人的伸展运动控制，具体为：根据第一步中计算得出的风压通过空气动力学公式换算为高速电机(6)的转速，并向高速电机(6)的驱动模块发送模拟量，实现伸缩机器人的伸展运动控制；

第三步：伸展运动：在高速电机(6)的驱动和风扇(5)的鼓风作用下，涡状气囊(2)内部充满膨胀气体，进而使涡状气囊(2)克服涡卷弹簧(1)的弹力并且带动涡卷弹簧(1)一起快速向前展开；

第四步：收缩运动控制：根据所述伸展运动控制相同的计算原理，运动控制器检测到收缩信号，并发送至高速电机(6)的驱动模块，驱动高速电机(6)降低转速或反转，从而减小风扇(5)的鼓风力或排出涡状气囊(2)中的气体，使涡卷弹簧(1)带动涡状气囊(2)一起快速收卷，实现机器人收缩速度的调节；

第五步：收缩运动：涡卷弹簧(1)、涡状气囊(2)和套管(3)不受鼓风作用，涡卷弹簧(1)由于自身的弯曲性能带动涡状气囊(2)快速收卷，实现伸缩机器人的快速缩回。

2.如权利要求1所述的一种吹卷式快速伸缩机器人，其特征在于：所述涡状气囊(2)的第一管状结构的内壁与套管(3)外壁固定粘接。

3.如权利要求1所述的一种吹卷式快速伸缩机器人，其特征在于：所述高速电机(6)通过螺栓连接安装在箱体(4)内部。

4.如权利要求1所述的一种吹卷式快速伸缩机器人，其特征在于：所述高速电机(6)的输出轴与所述风扇(5)的轮毂中心轴连接。