CN108445896B - 自动滚动行走装置的连续上楼梯方法和下楼梯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动滚动行走装置的连续上楼梯方法和下楼梯方法，依次包括以下步骤：①控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成上/下一次楼梯；②如果所述行走装置检测到前方已经没有待上/下楼梯，则所述行走装置结束上/下楼梯模式；③如果所述行走装置检测到前方还有待上/下楼梯，则控制所述陀螺回摆，再回到步骤①。与现有技术相比，本发明的技术效果在于：能连续平稳上下楼梯，控制过程简单。

Description

自动滚动行走装置的连续上楼梯方法和下楼梯方法

技术领域

本发明涉及一种行走装置控制技术，特别是涉及如机器人等产品的上下楼梯过程控制。

背景技术

现有技术中的自动滚动行走装置诸如单轮/双轮平衡车、双轮机器人、球形机器人等上下楼梯时，在轮心处施加驱动力矩；主体受到驱动力矩的反作用力矩，将发生倾斜，并在重力矩的作用下，倾斜角度迅速增大，主体不能维持平衡，易翻倒，而轮子又无法获得最大驱动力矩，整机也就无法完成连续平稳上下楼梯。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种利用陀螺的陀螺力矩实现连续上下楼梯功能的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法和下楼梯方法。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案为：

使用一种自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，依次包括以下步骤：

①控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成上一次楼梯；

②如果所述行走装置检测到前方已经没有待上楼梯，则所述行走装置结束上楼梯模式；

③如果所述行走装置检测到前方还有待上楼梯，则控制所述陀螺回摆，再回到步骤①。

进一步地：

步骤③中，先控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆；或者控制所述驱动电机减速的同时控制所述陀螺回摆。

在所述步骤①之前，控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

在步骤①之前，控制所述行走装置主体重心前移。

调整陀螺偏摆到最大可利用角度的方法包括：

①控制驱动电机的力矩小于所述行走装置主体的重力矩，陀螺在自动滚动行走装置主体的重力矩作用下，回摆到最大可利用角度；或者

②控制驱动电机速度为零，即保证自动滚动行走装置主体和轮子相对速度为零，使用设置在行走装置主体内的偏摆电机主动控制陀螺偏摆到最大可利用角度。

将自动滚动行走装置主体重心前移的方法包括：

①驱动电机向前驱动，陀螺自动偏摆，当陀螺偏摆到最大偏摆角度时，机器人主体重心前移；或者

②利用设置在行走装置主体内的偏摆电机直接驱动陀螺快速偏摆，产生陀螺力矩使得自动滚动行走装置主体重心前移。

使用一种自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，依次包括以下步骤：

①控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成下一次楼梯；

②如果所述行走装置检测到前方已经没有待下楼梯，则所述行走装置结束下楼梯模式；

③如果所述行走装置检测到前方还有待下楼梯，则控制所所述陀螺回摆，再回到步骤①。

上述步骤③中，先控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆；或者控制所述驱动电机减速的同时控制所述陀螺回摆。

在所述步骤①之前，控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

通过所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制该陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

在驱动电机驱动轮子之前，控制所述行走装置主体的重心后移。

步骤①中，所述驱动电机驱动轮子下楼梯时，利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机给陀螺施加与在该行走装置主体的重力矩作用下陀螺自动偏摆方向相反的偏摆力矩，该自动滚动行走装置在驱动力矩及偏摆力矩作用下缓慢滚动下楼。

确认完成下一次楼梯，将自动滚动行走装置主体调整为竖直状态。

利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制所述行走装置主体的重心后移。

在步骤②之前，通过检测到陀螺偏摆方向发生变化即确认完成一次下楼梯。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于：能连续平稳上下楼梯，控制过程简单。

附图说明

图1是本发明上楼梯方法实施例的行走装置准备状态示意图；

图2是本发明上楼梯方法实施例完成上第一次楼梯时的状态示意图；

图3是本发明上楼梯方法实施例上第二次楼梯时的准备状态示意图；

图4是本发明上楼梯方法实施例完成上第二次楼梯时的状态示意图；

图5是本发明下楼梯方法实施例一下楼梯时的准备状态示意图；

图6是本发明下楼梯方法实施例一完成下第一次楼梯时的状态示意图；

图7是本发明下楼梯方法实施例一下第二次楼梯时的准备状态示意图；

图8是本发明下楼梯方法实施例一完成下第二次楼梯时的状态示意图；

图9是本发明下楼梯方法实施例二下楼梯时的行走装置准备状态示意图；

图10是本发明下楼梯方法实施例二完成下第一次楼梯时的状态示意图；

图11是本发明下楼梯方法实施例二下第二次楼梯时的准备状态示意图；

图12是本发明下楼梯方法实施例二完成下第二次楼梯时的状态示意图；

图13是本发明下楼梯方法实施例三下楼梯时的准备状态示意图；

图14是本发明下楼梯方法实施例三完成下第一次楼梯时的状态示意图；

图15是本发明下楼梯方法实施例三下第二次楼梯时的准备状态示意图；

图16是本发明下楼梯方法实施例三完成下第二次楼梯时的状态示意图；

图17是本发明上楼梯方法流程示意图；

图18是本发明下楼梯方法流程示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明的实施例作详细说明。

使用一种自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，依次包括以下步骤：

①控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成上一次楼梯，上一次楼梯可以是上一级楼梯或者连续上几级楼梯。

②所述行走装置检测前方是否有待上楼梯，如果检测到前方已经没有待上楼梯，则所述行走装置结束上楼梯模式；

③如果所述行走装置检测到前方还有待上楼梯，则控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆，再回到步骤①，如此循环直至所述行走装置检测到前方已经没有待上楼梯后结束上楼梯模式。由于陀螺存在奇异点，即陀螺自转轴偏摆到与陀螺力矩平行时将不输出陀螺力矩，那么行走装置在上楼梯时不能持续地连续施加驱动力矩，如果连续驱动将会使陀螺达到奇异点。所以必须在完成上一次楼梯后，控制陀螺偏摆角度回复至原位即最大可利用角度。

在所述步骤①之前，控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

在步骤①之前，为了使所述行走装置主体相对轮轴产生重力矩，控制所述行走装置主体重心前移。

调整陀螺偏摆到最大可利用角度的方法包括：

①在所述行走装置主体相对轮轴产生重力矩的情形下，控制驱动电机的力矩小于所述行走装置主体的重力矩，陀螺在自动滚动行走装置主体的重力矩作用下，回摆到最大可利用角度；优选实施例中，控制驱动电机的力矩为零，能使陀螺在自动滚动行走装置主体的重力矩作用下，以最快速度回摆到最大可利用角度。或者

②控制驱动电机速度为零，即保证自动滚动行走装置主体和轮子相对速度为零，使用设置在行走装置主体内的偏摆电机主动控制陀螺偏摆到最大可利用角度。

上述将自动滚动行走装置主体重心前移的方法包括：

①驱动电机向前驱动，陀螺自动偏摆，当陀螺偏摆到最大偏摆角度时，机器人主体重心前移；或者

②利用设置在行走装置主体内的偏摆电机直接驱动陀螺快速偏摆，产生陀螺力矩使得自动滚动行走装置主体重心前移。

上述行走装置的连续上楼梯方法，具体来说，以双轮机器人为例包括以下步骤：

1．检测前方是否有待上楼梯。

一些实施例中，检测过程可以通过激光雷达扫描前方，检测前方楼梯与机器人的距离，并减速靠近楼梯。另一些实施例中，机器人正常行走，靠近楼梯后，轮子会被楼梯挡住，这时由于驱动电机使用的是速度模式，电流会增大，所以判断遇到楼梯等障碍物。

2．控制双轮对准楼梯。

一些实施例中，使用激光雷达对楼梯进行扫描，对比机器人本体位置，如两轮未对准楼梯，调节轮子转动，使两轮同时对准楼梯。另一些实施例中，给两个驱动电机较小的速度，判断两个轮子的电流差，如电流差超过一定的阈值，则判断为只有一个轮子卡住楼梯边缘。这时将电流小的轮子向前靠近，电流大的轮子向后退。循环执行对准的程序直到两个轮子都卡住楼梯边缘。

3. 上一次楼梯。

①将主体前倾到预定角度。

一些实施例中，偏摆电机或其他锁紧机构锁住陀螺的偏摆，驱动电机向后驱动，由于楼梯挡住机器人，此时主体前倾。使用IMU惯性测量单元或者电机编码器检测主体前倾的角度。

另一些实施例中，利用陀螺自然偏摆，驱动电机向后驱动，此时陀螺偏摆，当陀螺偏摆到最大偏转角度时，主体前倾。使用IMU或者电机编码器检测主体的角度。

或者，利用偏摆电机直接驱动陀螺快速偏摆，产生的陀螺力矩将主体前倾。

②调整陀螺偏摆到最大可利用角度。

一些实施例中，控制驱动电机的力矩小于所述行走装置主体的重力矩，陀螺在重力矩作用下，回摆到最大利用的角度。一些实施例中，控制驱动电机的力矩为零，能在最短时间内回摆到最大利用的角度。

另一些实施例中，控制驱动电机速度为零，使用偏摆电机，主动控制陀螺偏摆到最大可利用角度。

③两驱动电机分别向两个轮子施加力矩上楼。

设置偏摆电机的力矩为零，即陀螺在自然偏摆状态，驱动电机输出相同的大力矩驱动轮子转动一定的角度，即上楼梯。

4. 上第二次楼梯。

①调整陀螺偏摆到最大可利用角度。

一些实施例中，控制驱动电机的力矩小于所述行走装置主体的重力矩，陀螺在重力矩作用下，回摆到最大利用的角度。一些实施例中，控制驱动电机的力矩为零，使其在最短时间内回摆到最大可利用角度。

另一些实施例中，控制驱动电机速度为零，使用偏摆电机，主动控制陀螺偏摆到最大可利用角度。

②两驱动电机施加力矩上楼。

如此类推，直至检测到前方已经没有待上楼梯。

本实施例中，行走装置上楼时，第一步，调整其主体10重心前移如前倾一定角度，以及调整陀螺11偏摆到最大可利用角度，如图1所示，为上楼做准备；第二步，驱动电机驱动轮子20，陀螺11以一定角速度偏摆，驱动力矩得以全部传递给轮子，使整机完成上一次楼梯如爬上第一节楼梯，如图2所示，此时陀螺11的偏摆角度相对图1中的偏摆角度已经发生了变化；第三步，由于控制力矩陀螺存在奇异点，即陀螺自转轴偏摆到与陀螺力矩平行时将不再输出陀螺力矩。为了避免行走装置在上楼梯时达到奇异点，在完成第一次上楼梯后，控制驱动电机停止驱动或者减速，将控制陀螺偏摆的角度回复至原位或可最大可利用角度，即陀螺的偏摆角度回复到与图1相同的位置，如图3所示，为上第二次楼梯做准备。一些实施例中，可以控制驱动电机的力矩为零，即驱动电机停止驱动，可以让陀螺在主体重力矩M的作用下，自动从图2所示的陀螺偏摆角度回摆到如图3所示的最大可利用角度。待陀螺偏摆到可最大利用偏摆行程的位置时，驱动电机再次驱动，完成翻越第二次楼梯，如图4所示。以此类推可连续上楼梯。

使用一种自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，依次包括以下步骤：

①控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成一次下楼梯，下一次楼梯可以是上一级楼梯或者连续上几级楼梯；

②所述行走装置检测前方是否有待下楼梯，如果检测到前方已经没有待下楼梯，则所述行走装置结束下楼梯模式；

③如果所述行走装置检测到前方还有待下楼梯，则控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆，再回到步骤①。

在所述步骤①之前，可以控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。一些实施例中，可以通过所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制该陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

在驱动电机驱动轮子之前，控制所述行走装置主体的重心后移。一些实施例中，利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制所述行走装置主体的重心后移比如主体后仰，这样主体相对轮轴产生重力矩。驱动电机驱动轮子下楼梯时，可以利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机给陀螺施加与在该行走装置主体的重力矩作用下陀螺自动偏摆方向相反的偏摆力矩，该自动滚动行走装置在驱动力矩及偏摆力矩作用下缓慢滚动下楼。

在确认完成下一次楼梯之后，可以将自动滚动行走装置主体调整为竖直状态。将自动滚动行走装置调整为竖直状态的方法是：设置驱动电机的驱动力矩小于所述行走装置主体的重力矩，偏摆电机给陀螺施加与在该行走装置主体的重力矩作用下陀螺自动偏摆方向相反的偏摆力矩，自动滚动行走装置主体缓慢变为竖直状态。优选地，设置驱动电机的驱动力矩为零。一些实施例中，可以通过检测到陀螺偏摆方向发生变化即确认完成一次下楼梯。

上述行走装置的连续下楼梯方法，具体实施例如下：

下楼梯控制步骤实施例一：

1．用偏摆电机将陀螺偏摆到最大利用的位置。

2．偏摆电机以一定速度摆动陀螺，产生的陀螺力矩使主体后仰。

3．检测是否到达楼梯边缘，当陀螺进动角速度大于一定阈 值时，判定到达要下的楼梯边缘。

4．下一次楼梯，主驱动电机驱动车轮向前慢速驱动下楼。

5．确认下楼梯是否成功。下楼梯过程，陀螺所受的重力矩方向是不同的。当整机成功下楼梯瞬间，陀螺的偏摆方向即发生变化，此时传感器检测到方向变化即判定为成功下一节楼梯。

6．重复步骤4和步骤5，直至检测到前方没有待下楼梯，最后结束下楼梯模式。

本实施例中，行走装置下楼时，第一步，调整其主体10重心后移如调整主体后仰一定角度，以及调整陀螺11偏摆到最大可利用角度，如图5所示，为下楼梯做准备。第二步，控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子20，利用该行走装置主体内的陀螺11偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成一次下楼梯，如图6所示，此时陀螺的偏摆角度相对图5中的偏摆角度已经发生了变化；第三步，由于控制力矩陀螺存在奇异点，即陀螺自转轴偏摆到与陀螺力矩平行时将不再输出陀螺力矩。为了避免陀螺达到奇异点，在完成第一次下楼梯后，控制驱动电机停止驱动或者减速。陀螺的偏摆角度在主体重力矩M的作用下回复到与图5相同的位置，如图7所示。待陀螺偏摆到可最大利用偏摆行程的位置时，驱动电机再次驱动，完成下第二次楼梯，如图8所示。以此类推可连续上楼梯。

下楼梯控制步骤实施例二：

1．下楼梯准备。

用偏摆电机将陀螺偏摆到最大可利用角度。

2．判断是否到达要下的楼梯边缘。

当陀螺进动角速度大于一定阈值时，判定机器人到达要下的楼梯边缘。

3. 下第一次楼梯。

驱动电机驱动车轮向前驱动下楼梯，陀螺此时会往某一方向自然偏摆的趋势，但这时驱动电机给定速度为零（即让主体和陀螺无相对位置的变化），并用偏摆电机给陀螺施加反向的偏摆力矩，机器人此时在驱动电机及偏摆电机的作用下缓慢下楼，主体与整机一起翻滚。

4．确认下第一次楼梯是否成功。

此时下楼梯过程，陀螺所受的重力矩方向是不同的。当整机成功下一级楼梯瞬间，陀螺的偏摆方向即发生变化，此时传感器检测到方向变化即判定为成功下第一级楼梯。

5．主体重心后移如后仰到设定角度。

方法1、偏摆电机或其他锁紧机构锁住陀螺的偏摆，驱动电机向后驱动，由于楼梯挡住机器人，此时主体被直接抬起。使用IMU或者电机编码器检测主体的角度。

方法2、驱动电机向后驱动，此时陀螺自然偏摆，当陀螺偏摆到限位时，主体即可被抬起。使用IMU或者电机编码器检测主体的角度。

6．再下一次楼梯。

驱动电机驱动轮子向前慢速滚动下楼。

7．确认步骤6中的下楼梯是否成功。

下楼梯过程中陀螺所受的重力矩方向是不同的。当整机成功下第一级楼梯瞬间，陀螺的偏摆方向即发生变化，此时传感器检测到方向变化即判定为成功下第一级楼梯。

8．重复步骤6和步骤7，直至检测到前方没有待下楼梯，最后结束下楼梯模式。

本实施例中，行走装置下楼时，第一步，调整陀螺11偏摆到最大可利用角度，如图9所示，为下楼梯做准备。第二步，控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，用偏摆电机12给陀螺施加与滚动方向相反的偏摆力矩m，所述行走装置轮子滚动完成一次下楼梯，然后驱动电机和偏摆电机均停止驱动，如图10所示，此时陀螺的偏摆角度相对图9中的偏摆角度已经发生了变化；第三步，由于控制力矩陀螺存在奇异点，即陀螺自转轴偏摆到与陀螺力矩平行时将不再输出陀螺力矩。为了避免陀螺达到奇异点，在完成第一次下楼梯后，控制驱动电机停止驱动或者减速，将控制陀螺偏摆的角度回复至原位或可最大可利用角度，如图11所示，陀螺的偏摆角度在主体重力矩的作用下回复到与图9相同的位置。待陀螺偏摆到可最大利用偏摆行程的位置时，驱动电机和偏摆电机再次驱动，完成下第二次楼梯，如图12所示。以此类推可连续上楼梯。

下楼梯控制步骤实施例三：

1. 下楼梯准备。用偏摆电机将陀螺偏摆到最大利用位置，但让主体保持在竖直状态。

2. 判断机器人是否到达要下的楼梯边缘。当陀螺进动角速度大于设定阈值时，判定到达要下的楼梯边缘。

3. 下一级楼梯。驱动电机驱动车轮向前驱动下楼梯，陀螺此时会有自然偏摆的趋势，这时驱动电机给定速度为零，并用偏摆电机给陀螺施加反向的偏摆力矩，机器人整机此时在驱动电机及偏摆电机作用下缓慢滚动下楼，此时主体与整机一起翻滚，主体前倾。

4. 下完一节楼梯后，将主体调整为竖直状态。将驱动电机停止驱动，陀螺由于重力矩而自然偏摆，此时偏摆电机给陀螺施加反向的偏摆力矩，主体即可缓慢变为竖置状态。

5．重复步骤3和步骤4，直至下完楼梯。

本实施例中，行走装置下楼时，第一步，调整陀螺11偏摆到最大可利用角度，如图13所示，为下楼梯做准备。第二步，控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子20，用偏摆电机12给陀螺施加与滚动方向相反的偏摆力矩m，所述行走装置轮子滚动完成一次下楼梯，然后驱动电机和偏摆电机均停止驱动，如图14所示，此时陀螺11的偏摆角度相对图13中的偏摆角度已经发生了变化；第三步，由于控制力矩陀螺存在奇异点，即陀螺自转轴偏摆到与陀螺力矩平行时将不再输出陀螺力矩。为了避免陀螺达到奇异点，在完成第一次下楼梯后，控制驱动电机停止驱动或者减速，将控制陀螺偏摆的角度回复至原位或可最大可利用角度，如图15所示，陀螺11的偏摆角度在主体重力矩的作用下回到与图13相同的位置，同时偏摆电机施加与陀螺11回摆方向相反的力矩m´，行走装置主体10转为竖直。然后驱动电机和偏摆电机再次驱动，完成下第二次楼梯，如图16所示。以此类推可连续上楼梯。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，其部分细节可通过相应设计变更以其它的形式来实现。对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

① 控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成上一次楼梯；

② 如果所述行走装置检测到前方已经没有待上楼梯，则所述行走装置结束上楼梯模式；

③ 如果所述行走装置检测到前方还有待上楼梯，则控制所述陀螺回摆，将控制陀螺偏摆的角度回复至原位，即可最大可利用角度，再回到步骤①滚动完成上一次楼梯；控制所述陀螺回摆是先控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆；或者控制所述驱动电机减速的同时控制所述陀螺回摆。

2.根据权利要求1所述的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于：在所述步骤①之前，控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

3.根据权利要求2所述的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于：在步骤①之前，控制所述行走装置主体重心前移。

4.根据权利要求3所述的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于，调整陀螺偏摆到最大可利用角度的方法包括：

① 控制驱动电机的力矩小于所述行走装置主体的重力矩，陀螺在自动滚动行走装置主体的重力矩作用下，回摆到最大可利用角度；或者

② 控制驱动电机速度为零，即保证自动滚动行走装置主体和轮子相对速度为零，使用设置在行走装置主体内的偏摆电机主动控制陀螺偏摆到最大可利用角度。

5.根据权利要求3所述的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于，方法①中，控制驱动电机的力矩为零，陀螺在自动滚动行走装置主体的重力矩作用下，回摆到最大可利用角度。

6.根据权利要求3所述的自动滚动行走装置的连续上楼梯方法，其特征在于，将自动滚动行走装置主体重心前移的方法包括：

① 驱动电机向前驱动，陀螺自动偏摆，当陀螺偏摆到最大偏摆角度时，机器人主体重心前移；或者

② 利用设置在行走装置主体内的偏摆电机直接驱动陀螺快速偏摆，产生陀螺力矩使得自动滚动行走装置主体重心前移。

7.一种自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

① 控制所述行走装置的驱动电机驱动轮子，利用该行走装置主体内的陀螺偏摆产生的陀螺力矩稳定该行走装置主体，所述行走装置轮子滚动完成下一次楼梯；

② 如果所述行走装置检测到前方已经没有待下楼梯，则所述行走装置结束下楼梯模式；

③ 如果所述行走装置检测到前方还有待下楼梯，则控制所述陀螺回摆，将控制陀螺偏摆的角度回复至原位，即可最大可利用角度，再回到步骤①滚动完成下一次楼梯；控制所述陀螺回摆是先控制所述驱动电机停止驱动轮子，然后控制所述陀螺回摆；或者控制所述驱动电机减速的同时控制所述陀螺回摆。

8.根据权利要求7所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，在所述步骤①之前，控制所述行走装置主体内设置的陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

9.根据权利要求8所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，通过所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制该陀螺的偏摆角度达到最大可利用角度。

10.根据权利要求7所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，在驱动电机驱动轮子之前，控制所述行走装置主体的重心后移。

11.根据权利要求10所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，步骤①中，所述驱动电机驱动轮子下楼梯时，利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机给陀螺施加与在该行走装置主体的重力矩作用下陀螺自动偏摆方向相反的偏摆力矩，该自动滚动行走装置在驱动力矩及偏摆力矩作用下缓慢滚动下楼。

12.根据权利要求11所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，确认完成下一次楼梯，将自动滚动行走装置主体调整为竖直状态。

13.根据权利要求12所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，将自动滚动行走装置调整为竖直状态的方法为：设置驱动电机的驱动力矩小于所述行走装置主体的重力矩，偏摆电机给陀螺施加与在该行走装置主体的重力矩作用下陀螺自动偏摆方向相反的偏摆力矩，自动滚动行走装置主体缓慢变为竖直状态。

14.根据权利要求13所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，设置驱动电机的驱动力矩为零。

15.根据权利要求10所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于， 利用所述行走装置内与陀螺联接的偏摆电机控制所述行走装置主体的重心后移。

16.如权利要求10所述的自动滚动行走装置的连续下楼梯方法，其特征在于，在步骤②之前，通过检测到陀螺偏摆方向发生变化即确认完成下一次楼梯。

Images