一种履带式运输机器人及其重心控制方法与流程

1.本发明涉及一种农业运输装置，特别是一种适用于丘陵山地果园的履带式运输机器人及其重心控制方法。


背景技术：

2.我国是世界上最大的水果生产国与消费国，丘陵山地的水果生产是我国水果产业的重要组成部分，果品生产过程当中，农用物资运输和果品转运过程中需要投入大量劳动力。随着国内城镇化水平的提高，农村劳动力数量逐年减少，生产成本逐年增加，果农经济效益显著下降，因此适合丘陵山地果园的运输机械对我国果品产业的进一步发展具有重要意义。
3.由于山地果园具有地块狭小、地形条件复杂、机耕路狭窄等特点，应用于大田的传统轮式农机底盘在山地果园作业时容易出现侧翻、打滑等现象，存在较大安全隐患。履带底盘具有接地比压小、负载能力强、牵引力大、地形适应性好等优点，是当前山地果园动力底盘的一种优选方案。
4.近年来，国内外市场出现了较多品牌的履带式果园运输机，多通过在普通履带底盘上部安装果品载物台完成果园运输作业，虽然相较于普通轮式底盘地形通过性好，能够在一定程度上适应山地果园作业条件，但此类果园运输机并未针对山地果园的实际地形地貌特征和坡地行驶环境进行针对性设计，并且也并未考虑上部搭载的果品重量变化对底盘实际行驶性能的影响，在坡地行驶稳定性和障碍通过性方面仍存在较大问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于丘陵山地果园的履带式运输机器人及其重心控制方法，能够根据机体姿态、载物重量以及前方障碍类型实时调整重心位置，提高机器人坡地行驶性能，实现丘陵山地果园的物料稳定运输。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种履带式运输机器人，包括机体和安装在所述机体上的动力装置、传动装置、行走装置、承载装置和控制装置，所述传动装置分别与所述动力装置和行走装置连接，所述控制装置与所述动力装置连接，其中，还包括重心平衡装置，所述重心平衡装置位于所述机体内，所述重心平衡装置包括：
7.横向滑轨，安装于所述机体内的支架上，所述横向滑轨的一端安装有横向步进电机；
8.纵向滑轨，安装于所述横向滑轨上，并沿所述横向滑轨移动，所述纵向滑轨的一端安装有纵向步进电机；
9.配重块，安装于所述纵向滑轨上，并沿所述纵向滑轨移动；
10.压力传感器，安装于所述机体与所述承载装置的连接处，用于实时监测所述承载装置对所述机体的压力；
11.角度传感器，安装于靠近所述机体的形心位置，用于实时监测所述机体倾角变化；
12.双目相机，安装于所述机体前部，用于实时监测识别机器人前部障碍；以及
13.重心控制器，安装于所述机体内，所述重心控制器包括工控机和步进电机驱动器，所述工控机分别与所述压力传感器、角度传感器和所述双目相机连接，并实时接收所述压力传感器、角度传感器和所述双目相机采集的压力数据、角度数据和图像数据，所述步进电机驱动器分别与所述横向步进电机和纵向步进电机连接，所述工控机根据预设的重心控制方法将控制信号输入所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器相应驱动所述横向步进电机或纵向步进电机动作，所述配重块随所述机体姿态和前方障碍实时移动，实现机器人重心的实时调整。
14.上述的履带式运输机器人，其中，还包括警报器，与所述工控机连接，用于行驶过程中机器人倾翻报警，当机器人倾斜角度接近当前负载下的极限安全角度或机器人无法安全通过前方障碍时，所述报警器发出报警提示。
15.上述的履带式运输机器人，其中，所述纵向滑轨为包括纵滑轨、纵滑台和滚珠丝杠，所述滚珠丝杠与所述纵滑轨分别平行于所述纵滑台设置，所述配重块安装在所述纵滑台上，所述纵向步进电机与所述滚珠丝杠连接，并驱动所述滚珠丝杠带动所述配重块沿所述纵滑轨滑动。
16.上述的履带式运输机器人，其中，所述横向滑轨包括第一横向滑轨和第二横向滑轨，所述第一横向滑轨包括第一横滑轨、第一横滑台和丝杠，所述丝杠和第一横滑轨分别平行于所述第一横滑台设置，所述横向步进电机与所述丝杠连接，并驱动所述丝杠带动所述纵向滑轨和配重块沿所述第一横滑轨滑动；所述第二横向滑轨包括第二横滑轨和第二横滑台，用于支撑所述纵向滑轨和配重块。
17.上述的履带式运输机器人，其中，所述重心控制器根据所述角度数据和压力数据计算得到机器人整机的实时重心位置，以所述行走装置的两侧履带接地比压相等为控制条件，通过所述步进电机驱动器驱动所述横向步进电机和纵向步进电机控制所述配重块位置调整整机重心。
18.上述的履带式运输机器人，其中，所述重心控制器在计算整机实时重心位置的同时，计算在当前负载条件下机器人极限倾角，若当前倾斜角度接近机器人极限倾角，报警器将会报警。
19.上述的履带式运输机器人，其中，所述重心控制器根据所述双目相机采集的机器人前方图像数据和深度数据，基于视觉slam算法进行相机位置姿态的实时估计与前方地面三维建图，并基于所述三维建图的结果判断机器人前方是否存在障碍及存在障碍的类型。
20.上述的履带式运输机器人，其中，所述重心控制器基于视觉slam算法处理结果，如判断前方障碍为垂直障碍，则首先判断所述垂直障碍当前高度是否超过机器人当前负载条件下的极限越障高度，若超过，则机器人不能翻越，报警器报警提示；若可以翻越，则基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与障碍物的距离，在机器人翻越障碍前将配重块调整至机体前部，以使机器人重心前移。
21.上述的履带式运输机器人，其中，所述重心控制器基于视觉slam算法处理结果，如判断前方障碍为壕沟障碍，则首先判断壕沟宽度是否超过机器人当前负载条件下的极限跨壕宽度，若超过，则机器人不能通过，报警器报警提示；若可以跨越，则基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与壕沟前沿的距离，在机器人跨越壕沟之前将所述配重块
调整至所述机体后部，以增长机器人前部悬空长度；记录机体超过壕沟前沿时双目相机推算出的位置姿态，计算机器人前部超过壕沟前沿的距离，若该距离超过壕沟宽度，则将所述配重块调整至所述机体前部，以增长机器人尾部悬空长度。
22.为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种履带式运输机器人的重心控制方法，其中，包括如下步骤：
23.s100、采用双目相机采集机器人前方的图像数据和深度数据，并基于视觉slam算法进行相机位置姿态的实时估计与前方地面三维建图；
24.s200、基于所述三维建图的结果判断机器人前方是否存在障碍及存在障碍的类型；
25.s300、若不存在障碍，则读取压力数据和角度数据，并计算当前负载下的整机重心位置，并计算在当前负载条件下机器人极限倾角，若当前倾斜角度接近机器人极限倾角，则报警器报警；否则计算机器人当前姿态下牵引力最大时的理想重心位置，并调整配重块使其达到理想重心位置；
26.s400、如判断前方障碍为垂直障碍，则计算前方垂直障碍的高度，读取压力数据和角度数据，计算当前负载下整机的重心位置，并计算当前整机重心位置的极限越障高度；判断机器人当前负载条件下是否能翻越所述垂直障碍的高度，若不能翻越，则报警器报警；若可以翻越，则在机器人翻越障碍前将所述配重块调整至机体前部；
27.s500、如判断前方障碍为壕沟障碍，则计算壕沟宽度，读取压力数据和角度数据，计算机器人当前负载下的整机重心位置，并计算当前整机重心位置时的极限跨壕宽度；判断机器人当前负载下是否能跨越跨壕宽度，若不能跨越，则报警器报警；若可以跨越，则在机器人跨越壕沟之前将所述配重块调整至所述机体后部；以及
28.s600、判断机器人超过壕沟前沿的距离是否大于壕沟宽度，若是，则将所述配重块调整至所述机体前部；若否，则将所述配重块调整至所述机体后部。
29.本发明的技术效果在于：
30.1)本发明能够根据机器人在丘陵山地果园的行驶状态和载物台负载状态实时调整重心位置，提高机器人坡地行驶稳定性和通过性。当机器人执行运输任务时，装卸水果会导致载物台负载重量发生变化，机体侧倾导致果品滚动也会影响载物台负载实时重心位置。重心平衡装置中的重心控制器能够根据压力传感器和角度传感器采集的数据实时计算载物台负载重量和重心位置，由于机器人本体尺寸大小、重量与配重块位置、大小已知，因此可以推算出当前配重块位置下的整机重心位置，以两侧履带支撑合力接近一致、单侧履带接地比压接近一致为控制条件，控制横纵向步进电机，调整配重块位置，提高履带行走装置最大牵引力，以改善机器人的坡地行驶稳定性和通过性；
31.2)本发明能够根据机体前双目相机采集的图像信息和深度信息，实时监测识别机器人前部障碍，并根据障碍类型调整重心位置，提高机器人的极限越障和极限跨壕能力。当机器人执行运输任务时，如果双目相机识别机器人前方存在垂直障碍，重心控制器会在机器人翻越障碍前提前将配重块调整至机体前部，进而使机器人重心前移，从而提升机器人极限越障高度，如果双目相机识别机器人前方存在壕沟，重心控制器会在机器人跨越壕沟之前提前将配重块调整至机体后部，从而使机体重心后移，增长机器人前部悬空长度，等机器人前部跨过壕沟后，重心控制器将配重块调整至机体前部，增长机器人尾部悬空长度，从
而提升机器人极限跨壕宽度；
32.3)本发明能够实时监测机器人当前行驶状态、载物台负载状态以及前方障碍类型，如果即将出现倾翻危险或前方障碍不能通过，警报器报警提示操作人员谨慎操作。当机器人执行运输任务时，重心控制器能够根据压力传感器和角度传感器采集的数据实时计算整机重心位置，进而推算出当前状态下的机器人倾翻的极限安全角度，如果机器人当前倾斜角度接近计算出的极限安全角度，警报器将会报警提示操作人员谨慎操作，从而提升丘陵山地果园履带式机器人的行驶操作安全性。机体前部的双目相机能够实时采集机器人前方图像数据和深度数据，重心控制器基于视觉slam算法进行相机实时位置姿态估计与前方路面建图，如果前方障碍机器人在当前负载下不能通过，则报警器报警提示操作人员谨慎操作，从而提升丘陵山地果园履带式机器人的越障操作安全性。
33.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
34.图1为本发明一实施例的履带式运输机器人结构示意图；
35.图2为本发明一实施例的动力装置结构示意图；
36.图3为本发明一实施例的传动装置结构示意图；
37.图4为本发明一实施例的行走装置结构示意图；
38.图5为本发明一实施例的承载装置结构示意图；
39.图6为本发明一实施例的重心平衡装置安装位置示意图；
40.图7为本发明一实施例的重心平衡装置结构示意图；
41.图8为本发明一实施例的重心控制方法流程图；
42.图9a-9h为本发明一实施例的重心调节原理示意图。
43.其中，附图标记
44.1机体
45.2承载装置
46.21果筐
47.22载物台
48.3行走装置
49.31大张紧轮
50.32小张紧轮
51.33承载轮
52.34驱动轮
53.35托带轮
54.36弹簧悬挂
55.37履带
56.4动力装置
57.41蓄电池
58.42电源管理模块
59.43电机
60.5传动装置
61.51减速器
62.52轴承座
63.53动力输出轴
64.54链传动机构
65.6重心平衡装置
66.61纵向滑轨
67.62第一横向滑轨
68.63横向步进电机
69.64第二横向滑轨
70.65配重块
71.66纵向步进电机
72.67压力传感器
具体实施方式
73.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
74.参见图1，图1为本发明一实施例的履带式运输机器人结构示意图。本发明的履带式运输机器人，包括机体1和安装在所述机体1上的动力装置4、传动装置5、行走装置3、承载装置2和控制装置(图未示)，所述传动装置5分别与所述动力装置4和行走装置3连接，所述控制装置与所述动力装置4连接；还包括重心平衡装置6，所述重心平衡装置6位于所述机体1内。本发明通过动力装置4、传动装置5、行走装置3实现机器人行走动作，通过承载装置2实现果品运输，通过控制装置实现机器人的遥控行走，通过重心平衡装置6实时调整重心提高整车坡地行驶性能，该履带式运输机器人能够在丘陵山地果园开展果品运输作业，同时具有良好的复杂路况行驶性能。
75.本实施例的控制装置包括遥控器、信号接收器和行走控制器。控制装置位于机体1内部，信号接收器实时接收遥控器信号，并将接收的信号输入至行走控制器，行走控制器根据通讯协议，将电机控制信号输入至驱动器，进而控制电机43启动、停止、转速，实现机器人的行走控制。
76.参见图2，图2为本发明一实施例的动力装置4结构示意图。本实施例的动力装置4包括蓄电池41、电源管理模块42、驱动器和电机43。蓄电池41为整车供电，电源管理模块42为蓄电池41提供充电管理以及过压、过流、过温、短路保护，驱动器对外部信号做出反应，控制电机43启动、停机、转速，并为电机43提供过载、短路、欠压保护，电机43为整车行走提供驱动动力。动力装置4位于机体1内部，电机43数量优选为两个，分别为机体1两侧的传动装置5、行走装置3提供驱动动力。
77.参见图3，图3为本发明一实施例的传动装置5结构示意图。本实施例的传动装置5包括减速器51、动力输出轴53和链传动机构54。减速器51安装于机体1内部，电机43与减速器51的输入端相连，动力输出轴53与减速器51的输出端相连，动力输出轴53通过轴承座52安装于机体1侧壁，链传动机构54位于机体1外侧，动力输出轴53与链传动机构54相连，链传动机构54与行走机构驱动轮34相连，动力输出轴53转动进而驱动对应行走机构执行行走动
作。
78.参见图4，图4为本发明一实施例的行走装置3结构示意图。本实施例的行走装置3包括驱动轮34、承载轮33、托带轮35、大张紧轮31、小张紧轮32、弹簧悬挂36和履带37。弹簧悬挂36通过固定轴安装于机体1两侧，驱动轮34、承载轮33、托带轮35、大张紧轮31、小张紧轮32安装于弹簧悬挂36之上，其中驱动轮34位于靠近机体1尾部位置，通过链传动机构54与动力输出轴53相连，为行走装置3动作提供驱动力，承载轮33位于靠近机体1底部位置，承载机器人整体大部分重量，大张紧轮31、小张紧轮32位于靠近机体1前部位置，为履带37提供张紧力，托带轮35靠近机体1顶部位置，承托履带37。
79.参见图5，图5为本发明一实施例的承载装置2结构示意图。本实施例的承载装置2包括载物台22和果筐21。载物台22位于机体1上部，对果筐21起承托作用。果筐21放置于载物台22之内，可通过绳索等固定于载物台22，果筐21大小根据实际物料运输情况确定。
80.参见图6及图7，图6为本发明一实施例的重心平衡装置6安装位置示意图，图7为本发明一实施例的重心平衡装置6结构示意图。本实施例的所述重心平衡装置6包括：横向滑轨，安装于所述机体1内的支架上，所述横向滑轨的一端安装有横向步进电机63；纵向滑轨61，安装于所述横向滑轨上，并沿所述横向滑轨移动，所述纵向滑轨61的一端安装有纵向步进电机66；配重块65，安装于所述纵向滑轨61上，并沿所述纵向滑轨61移动；压力传感器67，安装于所述机体1与所述承载装置2的连接处，用于实时监测所述承载装置2对所述机体1的压力，可优选为四个，安装于机体1上部与承载装置2载物台22底部的四角连接处，实时监测载物台22底部四角对机体1的压力；角度传感器(图未示)，安装于靠近所述机体1内部靠近形心的位置，用于实时监测所述机体1俯仰、滚转角度等倾角变化；双目相机(图未示)，安装于所述机体1前部，用于实时监测识别机器人前部障碍；以及重心控制器(图未示)，安装于所述机体1内，所述重心控制器包括工控机和步进电机驱动器，所述工控机分别与所述压力传感器67、角度传感器和所述双目相机连接，并实时接收所述压力传感器67、角度传感器和所述双目相机采集的压力数据、角度数据和图像数据，所述步进电机驱动器分别与所述横向步进电机63和纵向步进电机66连接，所述工控机根据预设的重心控制方法将控制信号输入所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器相应驱动所述横向步进电机63或纵向步进电机66动作，所述配重块65随所述机体1姿态和前方障碍实时移动，实现机器人重心的实时调整，提升丘陵山地果园履带式运输机器人的行驶通过性和极限越障性能。
81.本实施例中，还包括警报器(图未示)，与所述工控机连接，可位于机体1外部，用于行驶过程中机器人倾翻报警，当机器人倾斜角度接近当前负载下的极限安全角度或机器人无法安全通过前方障碍时，所述报警器发出报警提示。如果行驶过程中，机器人倾斜角度接近当前负载下的极限安全角度或前方障碍机器无法安全通过，警报器报警将提示操作人员谨慎操作，进而提升丘陵山地果园履带式机器人的操作安全性。
82.本实施例中，重心平衡装置6的配重块65、纵向滑轨61、横向滑轨均位于机体1内部。配重块65材质优选为铅内芯并设置不锈钢外壳，单个配重块65重量优选为20kg左右，根据整机总重确定配重块65个数，配重块65形状优选为“凹”字形，通过螺栓、压板固定于纵向滑轨61的滑台之上；纵向滑轨61数量优选为一个，采用滚珠丝杠的结构形式，可通过纵向步进电机66驱动滚珠丝杠实现配重块65的纵向滑动，纵向滑轨61通过连接板安装于横向滑轨的滑台之上。所述纵向滑轨61包括纵滑轨、纵滑台和滚珠丝杠，所述滚珠丝杠与所述纵滑轨
分别平行于所述纵滑台设置，所述配重块65安装在所述纵滑台上，所述纵向步进电机66与所述滚珠丝杠连接，并驱动所述滚珠丝杠带动所述配重块65沿所述纵滑轨滑动。所述横向滑轨包括第一横向滑轨62和第二横向滑轨64，均采用滚珠丝杠的结构形式，所述第一横向滑轨62包括第一横滑轨、第一横滑台和丝杠，可通过横向步进电机63驱动丝杠实现配重块65和纵向滑轨61的横向滑动，所述丝杠和第一横滑轨分别平行于所述第一横滑台设置，所述横向步进电机63与所述丝杠连接，并驱动所述丝杠带动所述纵向滑轨61和配重块65沿所述第一横滑轨滑动；所述第二横向滑轨64包括第二横滑轨和第二横滑台，用于支撑所述纵向滑轨61和配重块65，防止单个横向滑轨偏载受力，影响使用寿命，第一横向滑轨62和第二横向滑轨64平行安装于机体1内部支架。
83.其中，所述重心控制器根据所述角度数据和压力数据计算得到机器人整机的实时重心位置，以所述行走装置3的两侧履带37接地比压相等为控制条件，通过所述步进电机驱动器驱动所述横向步进电机63和纵向步进电机66控制所述配重块65位置调整整机重心。所述重心控制器在计算整机实时重心位置的同时，计算在当前负载条件下机器人极限倾角，若当前倾斜角度接近机器人极限倾角，报警器将会报警。
84.本实施例中，所述重心控制器根据所述双目相机采集的机器人前方图像数据和深度数据，基于视觉slam算法进行相机位置姿态的实时估计与前方地面三维建图，并基于所述三维建图的结果判断机器人前方是否存在障碍及存在障碍的类型。其中，所述重心控制器基于视觉slam算法处理结果，如判断前方障碍为垂直障碍，则首先判断所述垂直障碍当前高度是否超过机器人当前负载条件下的极限越障高度，若超过，则机器人不能翻越，报警器报警提示；若可以翻越，则基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与障碍物的距离，在机器人翻越障碍前将配重块65调整至机体1前部，以使机器人重心前移。所述重心控制器基于视觉slam算法处理结果，如判断前方障碍为壕沟障碍，则首先判断壕沟宽度是否超过机器人当前负载条件下的极限跨壕宽度，若超过，则机器人不能通过，报警器报警提示；若可以跨越，则基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与壕沟前沿的距离，在机器人跨越壕沟之前将所述配重块65调整至所述机体1后部，以增长机器人前部悬空长度；记录机体1超过壕沟前沿时双目相机推算出的位置姿态，计算机器人前部超过壕沟前沿的距离，若该距离超过壕沟宽度，则将所述配重块65调整至所述机体1前部，以增长机器人尾部悬空长度。
85.参见图8，图8为本发明一实施例的重心控制方法流程图。本发明的履带式运输机器人的重心控制方法，包括如下步骤：
86.步骤s100、采用双目相机采集机器人前方的图像数据和深度数据，并基于视觉slam算法进行相机位置姿态的实时估计与前方地面三维建图；
87.步骤s200、基于所述三维建图的结果判断机器人前方是否存在障碍及存在障碍的类型；
88.步骤s300、若不存在障碍，则读取压力数据和角度数据，并计算当前负载下的整机重心位置，并计算在当前负载条件下机器人极限倾角，若当前倾斜角度接近机器人极限倾角，则报警器报警；否则计算机器人当前姿态下牵引力最大时的理想重心位置，并调整配重块65使其达到理想重心位置；
89.步骤s400、如判断前方障碍为垂直障碍，则计算前方垂直障碍的高度，读取压力数
据和角度数据，计算当前负载下整机的重心位置，并计算当前整机重心位置的极限越障高度；判断机器人当前负载条件下是否能翻越所述垂直障碍的高度，若不能翻越，则报警器报警；若可以翻越，则在机器人翻越障碍前将所述配重块65调整至机体1前部；
90.步骤s500、如判断前方障碍为壕沟障碍，则计算壕沟宽度，读取压力数据和角度数据，计算机器人当前负载下的整机重心位置，并计算当前整机重心位置时的极限跨壕宽度；判断机器人当前负载下是否能跨越跨壕宽度，若不能跨越，则报警器报警；若可以跨越，则在机器人跨越壕沟之前将所述配重块65调整至所述机体1后部；以及
91.步骤s600、判断机器人超过壕沟前沿的距离是否大于壕沟宽度，若是，则将所述配重块65调整至所述机体1前部；若否，则将所述配重块65调整至所述机体1后部。
92.当机器人执行行走任务时，通过遥控器发射机器人行走控制信号，行走控制器根据信号接收器接收到的机器人行走控制信号，通过通讯协议向驱动器发送电机控制信号，实现机器人左右两侧电机43的启动、停止、旋转控制。左右两侧电机43通过减速器51、动力输出轴53、链传动机构54为左右两侧行走装置3的驱动轮34提供旋转驱动力，行走装置3执行机器人行走任务，进而实现机器人的行走动作控制。
93.当机器人执行运输任务之前，将装满水果的果筐21放置于载物台22内，并通过绳索固定。当机器人执行运输任务时，重心平衡装置6的角度传感器实时检测机器人的俯仰、滚转状态，并将角度信号传输至重心控制器，重心平衡装置6的四个压力传感器67实时检测载物台22对机体1的压力，并将压力信号传输至重心控制器。基于理论力学中的受力平衡和力矩平衡原理，重心控制器根据角度信号和压力信号可以计算出载物台22的实时重心位置，由于机器人本体重量、外形尺寸已知，重心自平衡装置中的横向滑轨、纵向滑轨61、配重块65的重量已知，配重块65位置已知，因此根据以上数据可以计算出机器人整机(含载物台22负载)的实时重心位置。由于当前机体1姿态可通过角度传感器实时获取，根据理论力学中的受力平衡和力矩平衡原理，推算出机器人在当前负载条件下机器人的极限俯仰、滚转角度，以两侧履带37接地比压接近一致为控制策略，重心控制器通过横、纵向步进电机63、66分别驱动控制配重块65位置进行整机重心调整，整机重心经过重心平衡装置6调整后，两侧履带37接地比压接近一致，能够有效避免单侧履带37整体打滑或局部履带37打滑现象的出现，提升履带37最大牵引力，进而改善履带式运输机器人在复杂地形的通过性能。一旦机器人当前倾斜角度接近机器人极限俯仰、滚转角度，报警器将会报警提示操作人员谨慎操作，避免翻车情况的发生，进而提升履带式运输机器人在复杂地形的驾驶安全性。
94.参见图9a-9h，图9a-9h为本发明一实施例的重心调节原理示意图，即机器人在不同行驶状态时的重心位置，其中，图9a为上台阶，图9b为下台阶，图9c为上坡，图9d为下坡，图9e为左斜坡，图9f为右斜坡，图9g、9h为越障跨壕沟时的重心位置示意图。当机器人执行运输任务时，重心自平衡装置的双目相机实时采集机器人前方的图像数据和深度数据，并将数据传输至重心控制器，重心控制器基于视觉slam算法进行相机位置姿态的实时估计与前方地面三维建图，并基于建图结果判断机器人前方是否存在障碍以及存在障碍的类型，如果基于视觉slam算法的建图结果为平滑地面，即不存在障碍，重心控制器以两侧履带37接地比压一致为控制策略，进行整机重心位置的调整；如果基于视觉slam算法的建图结果为台阶等垂直障碍，首先判断垂直障碍当前高度是否超过机器人当前负载条件下的极限越障高度，如果超过，则机器人不能翻越，报警器报警提示，驾驶人员谨慎操作，如果可以翻
越，基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与障碍物的距离，重心控制器会在机器人翻越障碍前提前将配重块65调整至机体1前部，进而使机器人重心前移，从而提升机器人极限越障高度；如果基于视觉slam算法的建图结果为壕沟等障碍，首先判断壕沟宽度是否超过机器人当前负载条件下的极限跨壕宽度，如果超过，则机器人不能通过，报警器报警提示驾驶人员谨慎操作，如果可以跨越，则基于视觉slam的实时位置姿态估计结果，监测机器人与壕沟前沿的距离，重心控制器会在机器人跨越壕沟之前提前将配重块65调整至机体1后部，从而使机体1重心后移，增长机器人前部悬空长度，避免机器人车头栽入壕沟，记录机体1超过壕沟前沿时双目相机推算出的位置姿态，推算机器人前部超过壕沟前沿的距离，如果该距离超过壕沟宽度，证明机器前部行走装置3已经和壕沟后沿接触，则重心控制器将配重块65调整至机体1前部，增长机器人尾部悬空长度，避免机器人车尾栽入壕沟，从而提升机器人极限跨壕宽度。
95.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。