CN116588213B - 一种履带式机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种履带式机器人，属于机器人技术领域，包括控制模块、底盘和设置于底盘上的激光雷达，所述激光雷达用于对扫描并对底盘周围的环境建立环境图，并将环境图上传至控制模块中，所述控制模块用于根据环境图输入底盘行驶路径，所述控制模块在输入底盘行驶路径后在图中添加参考水平面，任一所述履带传送组件包括张紧组件，所述张紧组件包括伸缩杆，所述控制模块测量行驶路径与参考水平面之间的夹角角度a°，同时预先输入有角度参考值a₀°以及伸缩杆的标准长度b₀，所述控制模块根据a和a₀计算伸缩杆的第一长度系数h，并在行进至坡度为a°的路径段时，指令伸缩杆伸长至h×b₀长度。

Description

一种履带式机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种履带式机器人。

背景技术

无人机器人是一种以小型轮式或履带等底盘为基础的多功能无人载具，其可用于运输或者在机械手的辅助下用于特种作业。

其中，履带式底盘相比其他底盘，由于与地面的接触面积更大，因此拥有更好的通过性以及更大的承载能力，然而，由于加工工艺上的偏差、为变形提供一定冗余以及方便维护等原因，履带通常以非完全张紧的形态与驱动轮和从动轮贴合，降低了机械传动效率和牵引能力，同时提高了履带与驱动轮之间滑动磨损的概率，为此，通常的解决方式，如中国专利CN217170852U公开的一种履带式磁吸附爬壁机器人底盘，包括安装主动轮表面的张紧装置，张紧装置包括张紧座、张紧弹簧、张紧垫片和张紧螺母，机架两侧开设有螺纹孔，张紧座的杆部位于螺纹孔位置处，并通过张紧螺母与螺纹孔螺纹连接，所述张紧座侧面设置有张紧弹簧，所述张紧弹簧两端设置有张紧垫片，两所述张紧垫片分别与张紧座和主动轮连接，通过调整张紧螺母的位置，实现对履带张紧力的调整；然而，在履带式底盘实际行驶过程中，尤其是对于采用橡胶履带的履带式底盘而言，当履带张紧程度太高时，使得橡胶履带长期处于高度拉伸的情况下，容易使得橡胶老化，履带弹性下降，整体寿命降低，同时弹性下降的履带会提高自身脱落的概率，提升发生事故的风险，同时，当张紧程度太低时，会导致履带与传动机构的结合紧密度不足，传动有效性下降，降低履带整体的牵引能力，因此底盘需要将履带在不过度拉伸的前提下适当张紧以满足牵引需求，而底盘行驶过程中，不同的载荷以及不同的行驶环境，如坡度等对履带式底盘的牵引能力提出的要求不同，因此在行驶过程中牵引需求以及对应的张紧程度处于不断变化的状态，然而，上述方案中，张紧程度的调整方式为手动调整，无法在行驶过程中根据牵引需求调整张紧程度，且未能探测周围环境以计算履带所需的牵引需求，为此，需要一种兼顾底盘履带牵引能力和履带寿命的履带式机器人。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种履带式机器人，具有兼顾履带摩擦力和履带寿命的特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种履带式机器人，包括控制模块、底盘和设置于底盘上的激光雷达，所述激光雷达用于对扫描并对底盘周围的环境建立环境图，并将环境图上传至控制模块中，所述控制模块用于根据环境图输入底盘行驶路径，所述底盘包括设置于底盘两侧的履带传动组件，两所述履带传送组件与驱动模块连接，任一所述履带传动组件外均传动连接有履带，所述底盘内设有与控制模块电连接的驱动模块，所述控制模块指令驱动模块通过两履带传送组件驱动两履带；

任一所述履带传送组件包括主动轮、从动轮、负重轮和张紧组件，所述张紧组件包括伸缩杆，所述伸缩杆一端与底盘连接，另一端铰接有张紧轮，所述履带与主动轮、从动轮、负重轮和张紧轮传动连接，所述伸缩杆与控制模块电连接并在控制模块驱动下伸长或缩短；

所述控制模块在输入底盘行驶路径后在图中添加参考水平面，所述控制模块测量行驶路径与参考水平面之间的夹角角度a°，同时预先输入有角度参考值a₀°以及伸缩杆的标准长度b₀，所述控制模块根据a和a₀计算伸缩杆的第一长度系数h，并在行进至坡度为a°的路径段时，指令伸缩杆伸长至h×b₀长度；

其中，0≤a≤45，a₀＝22.5，h＝(a/a₀+0.2)/5+0.96。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底盘顶部设有设备接口，所述设备接口用于与外部载荷连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述设备接口底部设有重量传感器，所述重量传感器用于测量设备接口的承载重量，所述重量传感器与控制模块电连接并用于将载荷重量数据g上传至控制模块，所述控制模块预先输入有最大载荷重量g₀，并根据g和g₀计算伸缩杆的第二长度系数y，所述控制模块指令伸缩杆伸长至y×h×b₀；其中y＝(g/g₀+0.6)/5+0.88。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制模块电连接有报警器，所述报警器设置于底盘内，所述控制模块比对g和g₀的大小，当g大于g₀时，所述控制模块指令报警器发出信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制模块电连接有遥控天线，所述遥控天线用于接收遥控信号并将遥控信号上传至控制模块，所述控制模块根据遥控信号指令驱动模块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底盘上设有摄像头，所述摄像头与控制模块电连接并上传视频信号，所述控制模块将视频信号通过遥控天线上传至云端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述履带由丁腈橡胶材料构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底座底盘上部设有控制面板，所述控制面板用于输入b₀和g₀的值。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底盘后部设有电池组件和电缆接口，所述电池组件和电缆接口与控制模块电连接，所述控制模块在收到电缆接口电信号时，指令伸缩杆伸长至1.1×y×h×b₀。

作为本发明的一种优选技术方案，任一所述张紧组件包括两伸缩杆，任一所述伸缩杆远离底盘的一端均设有张紧轮，所述履带同时与对应张紧组件中的两张紧轮传动连接，所述控制模块分别使两伸缩杆伸长至0.5×1.1×y×h×b₀。

本发明的有益效果为：

(1)通过使控制模块配合激光雷达将行驶路径拆分为多段直线子路径构成的参考路径，并对参考路径进行角度测量以得出行驶路径中每段的坡度，随后根据坡度控制张紧组件的张紧力度，完成根据不同坡度环境对张紧程度的调整，在牵引需求较低的小坡度时降低张紧程度以有限保障履带寿命，在牵引需求较高的大坡度时提高张紧程度以提高牵引能力，兼顾履带寿命的同时保证了对牵引需求满足；

(2)通过设置设备接口，并通过在设备接口处设置重量传感器使控制模块得出载荷重量，并使控制模块根据载荷重量改变伸缩杆长度，在底盘载荷有变化时调整张紧程度，使得底盘牵引能力可满足载荷重量的牵引需求；

(3)两种能源的同时使控制模块根据供能方案的不同改变履带张紧程度，在兼顾了两种供能方式的通过张紧履带抵消了电缆与地面摩擦对整车牵引力的额外负担，保证了牵引力。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的侧视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的后视图；

图4为本发明控制模块的回路框图。

主要元件符号说明：

图中：1、底盘；11、设备接口；12、电子接口；13、电池组件；14、电缆接口；2、履带；21、主动轮；22、从动轮；23、负重轮；3、张紧组件；31、伸缩杆；32、张紧轮；4、控制模块；41、驱动模块；42、激光雷达；43、遥控天线；44、摄像头；45、重量传感器；46、控制面板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-4，一种履带式机器人，包括底盘1、设置在底盘1内的驱动模块41和设置在底盘1两侧的履带2传动组件，履带2传送组件与驱动模块41连接，履带2传动组件包括主动轮21、从动轮22、负重轮23和张紧组件3，此时履带2套设于主动轮21、从动轮22、负重轮23和张紧组件3外，与履带2传动组件之间传动连接，本实施例中，驱动模块41至少包括一驱动电机，底盘1整体呈长方体形，底盘1平放于地面上时，底盘1的底面和顶面平行于水平面，两履带2传动组件对称设置于底盘1两侧，主动轮21和从动轮22侧面的几何中心的连线平行于底盘1底面，主动轮21在竖直方向上的位置位于底盘1顶面和底面之间，底盘1底部设置有若干承重轴，两履带2传动组件的从动轮22分别与承重轴两端连接，机器人运转时，履带2传动组件适当张紧履带2，驱动模块41驱动两主动轮21旋转，主动轮21带动贴合于其上的履带2滑动，履带2传动组件的其余部分维持履带2的张紧，使得履带2在滑动过程中时刻与主动轮21贴合，完成履带2的转动，带动底盘1的前进

可选地，驱动模块41还可选用两驱动电机分别对两主动轮21进行驱动的方案，此时可使两驱动电机对两主动轮21分别输出相反方向的旋转动作，使得底盘1完成原地旋转的动作。

优选地，为降低结构重量的同时提高履带2的适应性以及寿命，履带2由丁腈橡胶材料构成，相较于其余橡胶材料，丁腈橡胶耐油、化学品、抗老化、抗磨损性能较好，可提高履带2的寿命，进一步地，履带2可选用丁腈橡胶和天然橡胶的混合材料；

同时，相对于金属履带2，丁腈橡胶履带2密度较低，重量较轻，可降低底盘1结构重量，在驱动组件输出相同能量时可将更多地牵引能力应用于载荷上，提高机器人的牵引能力。

上述过程中，有部分使用场景需要履带2式机器人根据环境设定路线，并根据路线自主行进，为通过自主行进功能满足上述需求，本发明还包括设置于地盘内的控制模块4以及设置于地盘上的激光雷达42，激光雷达42用于对扫描并对底盘1周围的环境建立环境图，并将环境图上传至控制模块4中，控制模块4用于根据环境图输入底盘1行驶路径，控制模块4指令驱动模块41通过两履带2传送组件驱动两履带2，本实施例中，履带2式机器人先通过激光雷达42扫描环境建立带有碰撞模型的环境图，在环境图中划分碰撞区域和可行进区域，随后作业人员可通过控制模块4手动在环境图中的可行进区域划定机器人的行进路线，或者作业人员可直接标定终点，随后控制模块4根据寻路算法在可行进区域中规划从当前位置到终点的行进路线，随后，控制模块4根据行进路线指令驱动模块41通过若干个前进，后退和转弯动作完成根据路线的行进，在此过程中，控制模块4可通过激光雷达42扫描周围环境或者通过陀螺仪和加速度计的惯性导航等手段以确认自身在路径中的位置，完成履带2式机器人的自主行进。

由于加工工艺的偏差、留出长度冗余以为履带2在通过复杂地形时提供变形冗余，以及方便维护等原因，履带2通常以非完全张紧的状态与履带2传动组件结合，导致履带2传动组件易与履带2发生相对滑动，机械传动效率和牵引能力较低，同时发生履带2破损或脱落事故风险较高，而上述结构中未有专门的张紧机构，且履带2传动结构未能对履带2的相对上侧进行张紧支撑，为提高张紧程度以提高底盘1的牵引能力，任一履带2传送组件还包括张紧组件3，张紧组件3包括伸缩杆31，伸缩杆31一端与底盘1连接，另一端铰接有张紧轮32，此时履带2除了与主动轮21、从动轮22和负重轮23传动连接外，同时与张紧轮32传动连接，伸缩杆31与控制模块4电连接并在控制模块4驱动下伸长或缩短，本实施例中，伸缩杆31垂直于地面设置，伸缩杆31的底部与底盘1侧面连接，顶端设有一支撑轴，张紧轮32设置于支撑轴中并可绕支撑轴旋转，张紧轮32与履带2紧密贴合，伸缩杆31的驱动结构为丝杠结构，在底盘1行进过程中，伸缩杆31上的张紧轮32从履带2内侧向对应履带2施加朝外的压力，此时履带2被进一步张紧，履带2和主动轮21的结合紧密性提高，降低破损或事故风险的同时提高机械传动效率，提高底盘1的牵引能力。

然而，在实际使用的过程中，除了当张紧程度太低导致的隐患和缺陷以外，当履带2张紧程度太高时，橡胶履带2长期处于高度拉伸的情况下，容易使得橡胶老化，履带2弹性下降，整体寿命降低，提高自身发生脱落事故的概率；而底盘1行驶过程中，不同的行驶环境，如坡度等对底盘1的牵引能力的要求不同，因此在行驶过程中牵引能力需求以及对应的张紧程度处于不断变化的状态，然而，上述结构中，张紧程度的调整方式为手动调整，无法在行驶过程中根据牵引需求调整张紧程度，为将履带2保持在不过度拉伸以保证履带2寿命的前提下保证张紧程度以满足牵引需求，同时，控制模块4在接收环境图后在图中添加参考水平面，控制模块4在输入底盘1行驶路径后测量行驶路径与参考水平面之间的夹角角度a°，同时预先输入有角度参考值a₀°以及伸缩杆31的标准长度b₀°，控制模块4根据a和a₀计算伸缩杆31的第一长度系数h，并在行进至坡度为a°的路径段时，指令伸缩杆31的长度调整至h×b₀，其中，0≤a≤45，a₀＝22.5，h＝(a/a₀+0.2)/5+0.96，本实施例中，伸缩杆31伸长时，伸长方向为垂直向上，当控制模块4通过自动绘制或手动绘制输入底盘1行驶路径后，根据激光雷达42的可行进区域绘制结果中地面部分为参考水平面，在参考水平面中选中一点作为坐标原点，并以坐标原点为端点绘制垂直于参考水平面的射线，随后将此垂直于地面的射线定义为Z轴，随后在参考水平面内绘制相互垂直且与Z轴垂直的两条射线，并将这两条参考水平面内的射线作为X轴和Y轴，此时X轴、Y轴和Z轴构成空间路径坐标系，随后，控制模块4将行驶路径根据路径长度均分为100～500个参考点，并计算出每个参考点在空间路径坐标系内的坐标值，随后在相邻两参考点之间连线，得出接近实际行驶路径的由多段直线构成的参考路径，并通过逆tan运算计算参考路径中每段由直线构成的子路径和参考水平面之间的夹角a°，进而得出每一段子路径对应的实际路径中某一段的大致坡度a°，从而得出实际路径中每一段路径底盘1所处环境的坡度a°，随后，在行进过程中，当控制模块4根据定位手段确认自身在实际行驶路径中的位置，并得出当前处于实际行驶路径对应的参考路径中的哪一段子路径，在行进至坡度为a°的路径段时，控制模块根据函数h＝(a/a₀+0.2)/5+0.96的输出结果指令伸缩杆31的长度调整至h×b₀，

优选地，可通过伺服电机驱动伸缩杆31，并使控制模块4统计伺服电机脉冲数量的方式精确控制伸缩杆31的长度；

同时，由于0≤a≤45，1≤h≤1.4，当机器人行驶到45°的坡度时，伸缩杆31向上伸长至标准长度的1.4倍，此时张紧组件3对于履带2的张紧效果达到最大，当机器人在坡度为0°的地面行驶时，张紧组件3对于履带2的张紧效果降至最低；

通过使控制模块4配合激光雷达42将行驶路径拆分为多段直线子路径构成的参考路径，并对参考路径进行角度测量以得出行驶路径中每段的坡度，随后根据坡度控制张紧组件3的张紧力度，完成根据不同坡度环境对张紧程度的调整，在牵引需求较低的小坡度时降低张紧程度以有限保障履带2寿命，在牵引需求较高的大坡度时提高张紧程度以提高牵引能力，兼顾履带2寿命的同时保证了对牵引需求满足。

在控制模块4调整伸缩杆31的长度后，由于伸缩杆31的一端需要维持对履带2的张紧，因此伸缩杆31会承担履带2的反作用力，此时伸缩杆31需要对抗反作用力以维持伸缩杆31长度以及张紧程度，为此，优选地，伸缩杆31的传动组件可选用蜗杆结构，蜗杆的动力输入端与驱动模块41连接，动力输出端与伸缩杆31的丝杠结构连接，当驱动模块41对蜗杆停止输出动力，伸缩杆31在履带2反作用力作用下有缩回的趋势时，此趋势沿传动结构传递至蜗杆处，从属蜗杆的自锁效应可有效阻止伸缩杆31的缩回，保证张紧组件3可维持张紧程度。

实际使用中，底盘1需要承载各种设备以满足履带2式机器人被赋予的各种任务，如机械臂或者载货平台等，为保证载荷在底盘1上的稳固安装，底盘1顶面设有设备接口11，设备接口11用于与外部设备连接，本实施例中，设备接口11整体呈长方体凹槽形，凹槽侧壁垂直于底盘1顶面，同时外部设备在配合设备接口11设有和设备接口11尺寸一致的凸块，使用时，可将外部设备的凸块嵌入设备接口11中，当外部设备有旋转或倾覆的趋势时，凸块的一部分与设备接口11侧壁顶压，阻止外部设备的旋转或倾覆，保证了外部载荷在底盘1上的稳固安装。

作为载荷的部分外部设备，如机械臂，需要依赖机器人本身进行指令或供能，此时需要底盘1上开设接口以满足外部设备的接入，为此，优选地，本实施例中，底盘1顶面位于设备接口11的一侧设有电子接口12，电子接口12与控制模块4电连接，电子接口12包括一USB接口，一RS-232C接口和一RS-485接口。

上述结构在行驶过程中，当设置于设备接口11内的外部载荷重量较大时，有概率对底盘1的正常行驶造成影响，此时需要进一步提高履带2的张紧程度以提高底盘1的牵引能力，以保证底盘1在大重量载荷的正常运转，而上述结构中未能根据载荷重量以调整张紧程度，为此，设备接口11底部设有重量传感器45，重量传感器45用于测量设备接口11承载重量，重量传感器45与控制模块4电连接并用于将载荷重量数据g上传至控制模块4，控制模块4预先输入有最大载荷重量g，并根据g和g计算伸缩杆31的第二长度系数y，并指令伸缩杆31伸长至y×h×b，其中，y＝(g/g+0.6)/5+0.88，当重量等于g的外部设备安装于设备安装口内时，重量传感器45将重量g上传至控制模块4，控制模块4根据计算得出y＝1.2，此时控制模块4指令伸缩杆31在h×b的基础上额外伸长1.2倍长度，当没有外部设备安装时，y＝1，此时控制模块4不对伸缩杆31发布额外的伸缩指令，伸缩杆31维持在满足当前坡度牵引需求的长度h×b，通过设置重量传感器45使控制模块4得出载荷重量，并使控制模块4根据载荷重量改变伸缩杆31长度，在底盘1载荷有变化时调整张紧程度，使得底盘1牵引能力可满足载荷重量的牵引需求。

上述底盘1承载外部设备的过程中，有概率发生载荷超过最大载荷g的情况，此时底盘1无法满足对载荷的牵引需求，同时过大的载荷有概率对履带2，履带2传动组件或底盘1本身造成损伤，为在载荷过大时提醒作业人员，控制模块4电连接有报警器，报警器设置于底盘1内，控制模块4比对g和g的大小，当g大于g时，控制模块4指令报警器发出信号。

实际使用中，除应用激光雷达42建立环境图以自动规划路径外，在诸如环境较为复杂环境的情况下，导致控制模块4的绘制精度不足以满足使用需求时，需要人工遥控以满足安全性，为满足遥控功能，控制模块4电连接有遥控天线43，遥控天线43用于接收遥控信号并将遥控信号上传至控制模块4，控制模块4根据遥控信号指令驱动模块41，本实施例中，遥控天线43设置于底盘1顶面边缘处，作业人员可通过编程完毕与控制模块4配对的遥控器，对控制模块4发出前进、后退、左转或右转的信号，控制模块4收到信号后指令驱动模块41做出相应动作，完成作业人员对机器人的遥控。

为进一步方便作业人员对机器人的遥控，底盘1上设有摄像头44，摄像头44与控制模块4电连接并上传视频信号，控制模块4将视频信号通过遥控天线43上传至云端，本实施例中，控制模块4将视频信号上传至作业人员的遥控设备中，作业人员通过当前接收到的视频信号完成对机器人所处位置的判断，并根据判断结果通过遥控器改变机器人的位置，提高了对遥控的精确性。

实际使用中，不同的环境会对底盘1的整体性能造成一定的影响，环境温度会对橡胶履带2的性能造成一定的影响，此时需要根据环境温度调整控制模块4根据坡度和载荷对张紧程度的调整算法，此时需要更改b和g的值，而上述结构中，需要直接对控制面板46进行编程以输入值，较为不便，为此，底座底盘1上部设有控制面板46，使用时，作业人员可通过控制面板46输入新的b和g的值，改变不同环境下控制面板46的调整算法，进一步提高底盘1的适应性，在不同环境下兼顾底盘1履带2牵引能力和履带2寿命。

由于驱动模块41对主动轮21以及其余模块或设备的驱动需要调用电能，为对驱动模块41提供充足的电能，底盘1后部设有电池组件13和电缆接口14，电池组件13和电缆接口14与控制模块4电连接，本实施例中，电池组件13与底盘1后部可拆卸连接，当需要更换电池时可将旧电池整个拆下，并将新电池装入底盘1中，使用时，电池组件13或者电缆接口14接入电缆后输出的电能通过控制模块4分配到驱动模块41中，或者控制模块4可将多余电能传输至电池组件13中，完成电池组件13的充电，同时，当机器人的使用环境不方便接入电缆时，驱动模块41通过电池提供动力，当符合接入电缆的条件，且驱动模块41需要较多电能时，在底盘1后部接入电缆，此时驱动模块41通过电缆提供动力，通过同时设置电池组件13和电缆接口14，可在不同使用环境下满足底盘1的电能需求。

上述结构接入电缆运转的过程中，由于电缆自身具备一定重量，且电缆在与地面接触的过程中会产生与电缆行进方向相反的摩擦力，导致电缆的存在对底盘1的牵引能力提出了额外需求，此时需要底盘1进一步提高牵引能力，为此，控制模块4在收到电缆接口14电信号时，指令伸缩杆31伸长至1.1×y×h×b₀，当控制模块4收到电缆接口14电信号时，代表电缆接驳入底盘1上并对底盘1造成阻力，此时控制模块4使伸缩杆31在原有的长度y×h×b₀的基础上进一步伸长，对履带2的张紧程度进一步提高，进一步提高底盘1的牵引能力。

上述结构对履带2进行张紧的过程中，由于张紧需要通过对履带2施加压力，而当压力集中于一点时，对履带2的压强较大，对履带2造成的损伤较大，为此，任一张紧组件3包括两伸缩杆31，任一伸缩杆31远离底盘1的一端均设有张紧轮32，履带2同时与对应张紧组件3中的两张紧轮32传动连接，本实施例中，两伸缩杆31垂直于地面设置，两伸缩杆31的底部均与底盘1侧面连接且顶端均与张紧轮32轴接，此时履带2同时与两个张紧轮32传动连接，同时，由于存在两个伸缩杆31和对应的张紧轮32，需要减少单个伸缩杆31的伸长长度，此时控制模块4分别使两伸缩杆31伸长至0.5×1.1×y×h×b₀，通过设置两个伸缩杆31，减小了张紧过程中对履带2的压强，在保证张紧提升牵引能力的同时进一步提高了履带2的寿命。

本发明的工作原理及使用流程：

使用时，安装电池组件13或电缆，随后激光雷达42扫描环境建立环境建立带有碰撞模型的环境图，在环境途中划分碰撞区域和可行进区域，随后作业人员可通过控制模块4手动在环境图中的可行进区域划定机器人的行进路线，或者作业人员可直接标定终点，随后控制模块4根据寻路算法在可行进区域中规划从当前位置到终点的行进路线，随后，控制模块4根据行进路线指令驱动模块41通过若干个前进，后退和转弯动作完成根据路线的行进；

上述过程中，控制模块4在接收环境图后在图中添加参考水平面，控制模块4在输入底盘1行驶路径后测量行驶路径与参考水平面之间的夹角角度a°，并在行进至坡度为a°的路径段时，指令伸缩杆31的长度调整至h×b₀；

同时，当设备接口11安装外部设备时，设备接口11底部的重量传感器45将载荷重量数据g上传至控制模块4，控制模块4预先输入有最大载荷重量g₀，并根据g和g₀计算伸缩杆31的第二长度系数y，控制模块4指令伸缩杆31伸长至y×h×b₀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种履带式机器人，其特征在于：包括控制模块、底盘和设置于底盘上的激光雷达，所述激光雷达用于扫描底盘周围的环境并建立环境图，并将环境图上传至控制模块中，所述控制模块用于根据环境图输入底盘行驶路径，所述底盘包括设置于底盘两侧的履带传动组件，两所述履带传动组件与驱动模块连接，任一所述履带传动组件外均传动连接有履带，所述底盘内设有与控制模块电连接的驱动模块，所述控制模块指令驱动模块通过两履带传动组件驱动两履带；

任一所述履带传动组件包括主动轮、从动轮、负重轮和张紧组件，所述张紧组件包括伸缩杆，所述伸缩杆一端与底盘连接，另一端铰接有张紧轮，所述履带与主动轮、从动轮、负重轮和张紧轮传动连接，所述伸缩杆与控制模块电连接并在控制模块驱动下伸长或缩短；

所述控制模块在输入底盘行驶路径后在图中添加参考水平面，所述控制模块测量行驶路径与参考水平面之间的夹角角度a°，同时预先输入有角度参考值a₀°以及伸缩杆的标准长度b₀，所述控制模块根据a和a₀计算伸缩杆的第一长度系数h，并在行进至坡度为a°的路径段时，指令伸缩杆伸长至h×b₀长度；

其中，0≤a≤45，a₀=22.5，h=（a/a₀+0.2）/5+0.96；

所述底盘顶部设有设备接口，所述设备接口用于与外部载荷连接；

所述设备接口底部设有重量传感器，所述重量传感器用于测量设备接口的承载重量，所述重量传感器与控制模块电连接并用于将载荷重量数据g上传至控制模块，所述控制模块预先输入有最大载荷重量g₀，并根据g和g₀计算伸缩杆的第二长度系数y，所述控制模块指令伸缩杆伸长至y×h×b₀；

其中y=（g/g₀+0.6）/5+0.88；

所述底盘上部设有控制面板，所述控制面板用于输入b₀和g₀的值。

2.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：所述控制模块电连接有报警器，所述报警器设置于底盘内，所述控制模块比对g和g₀的大小，当g大于g₀时，所述控制模块指令报警器发出信号。

3.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：所述控制模块电连接有遥控天线，所述遥控天线用于接收遥控信号并将遥控信号上传至控制模块，所述控制模块根据遥控信号指令驱动模块。

4.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：所述底盘上设有摄像头，所述摄像头与控制模块电连接并上传视频信号，所述控制模块将视频信号通过遥控天线上传至云端。

5.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：所述履带由丁腈橡胶材料构成。

6.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：所述底盘后部设有电池组件和电缆接口，所述电池组件和电缆接口与控制模块电连接，所述控制模块在收到电缆接口电信号时，指令伸缩杆伸长至1.1×y×h×b₀。

7.根据权利要求1所述的一种履带式机器人，其特征在于：任一所述张紧组件包括两伸缩杆，任一所述伸缩杆远离底盘的一端均设有张紧轮，所述履带同时与对应张紧组件中的两张紧轮传动连接，所述控制模块分别使两伸缩杆伸长至0.5×1.1×y×h×b₀。