[發明專利]自動滾動行走裝置的連續上樓梯方法和下樓梯方法

有效

• 申請號: 201810139445.6
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108445896B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 賀智威;劉利;唐斌;朱陽
• 申請（專利權）人: 坎德拉（深圳）科技創新有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;B62D61/00
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 郭文姬

本發明涉及一種自動滾動行走裝置的連續上樓梯方法和下樓梯方法，依次包括以下步驟：①控制所述行走裝置的驅動電機驅動輪子，利用該行走裝置主體內的陀螺偏擺產生的陀螺力矩穩定該行走裝置主體，所述行走裝置輪子滾動完成上/下一次樓梯；②如果所述行走裝置檢測到前方已經沒有待上/下樓梯，則所述行走裝置結束上/下樓梯模式；③如果所述行走裝置檢測到前方還有待上/下樓梯，則控制所述陀螺回擺，再回到步驟①。與現有技術相比，本發明的技術效果在于：能連續平穩上下樓梯，控制過程簡單。

技術領域

本發明涉及一種行走裝置控制技術，特別是涉及如機器人等產品的上下樓梯過程控制。

背景技術

現有技術中的自動滾動行走裝置諸如單輪/雙輪平衡車、雙輪機器人、球形機器人等上下樓梯時，在輪心處施加驅動力矩；主體受到驅動力矩的反作用力矩，將發生傾斜，并在重力矩的作用下，傾斜角度迅速增大，主體不能維持平衡，易翻倒，而輪子又無法獲得最大驅動力矩，整機也就無法完成連續平穩上下樓梯。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于避免現有技術的不足之處而提出一種利用陀螺的陀螺力矩實現連續上下樓梯功能的自動滾動行走裝置的連續上樓梯方法和下樓梯方法。

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案為：

使用一種自動滾動行走裝置的連續上樓梯方法，依次包括以下步驟：

①控制所述行走裝置的驅動電機驅動輪子，利用該行走裝置主體內的陀螺偏擺產生的陀螺力矩穩定該行走裝置主體，所述行走裝置輪子滾動完成上一次樓梯；

②如果所述行走裝置檢測到前方已經沒有待上樓梯，則所述行走裝置結束上樓梯模式；

③如果所述行走裝置檢測到前方還有待上樓梯，則控制所述陀螺回擺，再回到步驟①。

進一步地：

步驟③中，先控制所述驅動電機停止驅動輪子，然后控制所述陀螺回擺；或者控制所述驅動電機減速的同時控制所述陀螺回擺。

在所述步驟①之前，控制所述行走裝置主體內設置的陀螺的偏擺角度達到最大可利用角度。

在步驟①之前，控制所述行走裝置主體重心前移。

調整陀螺偏擺到最大可利用角度的方法包括：

①控制驅動電機的力矩小于所述行走裝置主體的重力矩，陀螺在自動滾動行走裝置主體的重力矩作用下，回擺到最大可利用角度；或者

②控制驅動電機速度為零，即保證自動滾動行走裝置主體和輪子相對速度為零，使用設置在行走裝置主體內的偏擺電機主動控制陀螺偏擺到最大可利用角度。

將自動滾動行走裝置主體重心前移的方法包括：

①驅動電機向前驅動，陀螺自動偏擺，當陀螺偏擺到最大偏擺角度時，機器人主體重心前移；或者

②利用設置在行走裝置主體內的偏擺電機直接驅動陀螺快速偏擺，產生陀螺力矩使得自動滾動行走裝置主體重心前移。

使用一種自動滾動行走裝置的連續下樓梯方法，依次包括以下步驟：

①控制所述行走裝置的驅動電機驅動輪子，利用該行走裝置主體內的陀螺偏擺產生的陀螺力矩穩定該行走裝置主體，所述行走裝置輪子滾動完成下一次樓梯；

②如果所述行走裝置檢測到前方已經沒有待下樓梯，則所述行走裝置結束下樓梯模式；

③如果所述行走裝置檢測到前方還有待下樓梯，則控制所所述陀螺回擺，再回到步驟①。

上述步驟③中，先控制所述驅動電機停止驅動輪子，然后控制所述陀螺回擺；或者控制所述驅動電機減速的同時控制所述陀螺回擺。