CN113338253B - 一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法，包括：动态加载装置用于向履齿环触探装置施加竖直方向的作用力和扭矩；控制器用于控制动态加载装置，驱动履齿环触探装置以设定速度贯入软弱土中，或驱动履齿环触探装置以设定扭转速度扭转剪切软弱土；履齿环触探装置用于模拟履带与软弱土相互作用的触探过程，感应受到的阻力信号及扭转剪切力信号并经数据采集装置反馈至终端，终端实时绘制出软弱土的沉陷曲线及剪切曲线。本发明能模拟深海软弱土中履带在海床上的行走过程，通过压入、剪切海床软弱土获得履带行走的压强‑沉陷曲线和剪应力‑剪位移曲线，对履带行走时的关键行走性能指标进行分析评估。

Description

一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法
技术领域
本发明涉及土木水利领域，具体地，涉及一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法。
背景技术
履带机器人所具有的机动性强、牵引力大、接地比压小、行走避障性能佳等优点使之在农业、军事、工程以及一些工况比较恶劣的环境中使用广泛。特别地，对于履带机器人在软弱土中行走的特殊工况，如在发生大面积泥石流区域的救援、海底软弱沉积物上铺设管道以及深海软弱海床上采矿等作业时，容易出现陷入、打滑、空转等影响行走效率的问题，这主要是因为对特殊工况中的软弱土关键力学参数了解有限，以及对履带-软弱土相互作用机理的研究不足。目前评估软弱土力学性能的手段比较有限，常用的手段如采用十字板剪切、静力触探CPT、全流触探仪等对研究具体结构物(如履带)与软弱土相互作用局限性较大，因此有必要针对这种情况采用更加准确、新颖的研究仪器和方法来促进问题的解决。
经对现有技术文献的检索发现，申请号为CN201521074810.8的中国专利，公开了一种实用新型便携式全自动T型触探仪，这种便携式全自动T型触探仪基于T型触探试验原理开发，可配以圆柱形或椭圆柱形两种探头。探头水平投影面积是静力触探探头的数倍，对于软黏土地层的变化更敏感，能得到沿深度的连续不排水抗剪强度值，测试精度大大提高。该触探仪设备轻巧，可以自动采集、存储、显示数据，并且可以单人操作，大大简化设备达到便携目的。但是此类触探仪采用的探头形状不能模拟实际工况下结构物-软弱土相互作用，采集的数据类型比较单一，且读出的数据比较原始，不能直接有效地运用于实际工程已经成熟运用的理论中(如在车辆地面力学理论中，该触探仪缺乏形状因子等重要参数)，所以此类触探仪的局限性在具体的实际工程应用中还是比较显著的。
2017年彭鹏在《岩土工程学报》(2017，Supp.1，pp.151-155)发表的“T型全流触探仪机理分析及海洋工程应用综述”一文中，回顾了海洋静力触探技术的发展历程，介绍了一种适用于海相软土的全流触探仪。总结了国内外学者对全流触探仪的理论及试验研究，包括贯入阻力与软土不排水抗剪强度之间的关系、循环贯入实验对重塑土特性的评价以及通过数值模拟得出T型全流触探仪的阻力系数等。
2019年张亚国在《结构工程师》(2019，No.2，pp.215-219)发表的“基于球形全流动触探仪的软土地基不排水强度确定”一文中，对球形探头贯入阻力及确定软弱土不排水剪切强度的方法进行介绍，并讨论了贯入阻力系数取值范围。在此基础上，通过开展离心模型试验，分析比较球形全流动触探和传统锥形静力触探的贯入阻力，以及确定的软土不排水剪切强度。
以上两篇关于全流触探仪的技术文献，介绍了运用全流触探仪在海床软弱土中的原位测试，能获得贯入阻力与软弱土不排水剪切强度之间的关系，以及一系列对贯入阻力系数的修正取值，提高数据的精度。但这些全流触探仪对软弱土的原位测试局限于对原状土的不排水剪切强度、灵敏度、土的压缩模量等力学参数的原始测量估算，对于实际工程中具体结构物-软弱土相互作用过程的模拟极为有限，且获得的数据直接运用于成熟的相关力学理论仍有较大差距，特别对于履带机器人在深海软弱土中行走的机理研究只能提供一些简单直观的参考，不能结合车辆地面力学理论直接运用。
综上所述，提出一种用于评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法。
本发明第一个方面为提供一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪，包括：动态加载装置、控制器、履齿环触探装置和数据采集装置，其中，
所述动态加载装置用于向所述履齿环触探装置施加竖直方向的作用力和扭矩；
所述控制器用于控制所述动态加载装置，驱动所述履齿环触探装置以设定速度贯入软弱土中，或驱动所述履齿环触探装置以设定扭转速度扭转剪切软弱土；
所述履齿环触探装置用于模拟履带与软弱土相互作用的触探过程，同时感应贯入软弱土过程中受到的阻力信号，以及感应剪切软弱土过程中受到的扭转剪切力信号；
所述数据采集装置用于采集所述履齿环触探装置感应的阻力信号和扭转剪切力信号，并将所采集的信号转换为数据信号反馈至终端，所述终端对反馈的数据信号进行处理实时绘制出软弱土的沉陷曲线及软弱土的剪切曲线。
优选地，所述动态加载装置包括：
滑轨，所述滑轨可沿直线方向滑动，所述滑轨能带动所述履齿环触探装置上下移动；
设置于所述滑轨上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输入端与所述控制器的第一输出端相连，所述第一伺服电机的输出端与所述滑轨相连，用以控制所述滑轨的滑动位移；
设置于所述滑轨末端的第二伺服电机，所述第二伺服电机的输入端与所述控制器的第二输出端相连，所述第二伺服电机的输出端与所述履齿环触探装置相连，用以控制所述履齿环触探装置扭转。
优选地，所述控制器为可编程的伺服控制器，所述可编程的伺服控制器通过编程分别实时控制所述第一伺服电机、所述第二伺服电机转动。
优选地，所述履齿环触探装置包括：
支撑部；
设置于所述支撑部上的扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述数据采集装置的第一输入端相连，所述扭矩传感器感应剪切软弱土过程中受到的扭转剪切力信号并将感应信号输出至所述数据采集装置；
设置于所述支撑部上的轴力传感器，所述轴力传感器与所述数据采集装置的第二输入端相连，所述轴力传感器感应贯入软弱土过程中受到的阻力变化信号并将感应信号输出至所述数据采集装置；
与所述支撑部末端相连的履齿环探头，所述履齿环探头包括环状部件和设置环状部件下表面的沿环向均匀分布的若干履齿。
优选地，所述环状部件的外径R与内径r之比R/r介于1.1～2之间；
所述履齿的高度h与所述环状部件的宽度b有关，高度与宽度比h/b介于0.2～0.5之间；
所述履齿的间距d与所述环状部件的宽度b之比d/b介于0.4～0.6之间。
优选地，所述数据采集装置为多通道数据采集仪。
本发明第二个方面为提供一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，采用上述的评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪进行，包括：按照以下步骤执行：
S1，将控制器的输出端与动态加载装置的输入端相连，并将所述动态加载装置与履齿环触探装置相连；将数据采集装置的输入端与所述履齿环触探装置相连，将数据采集装置的输出端与终端的输入端相连，组装完成后进行力学触探；
S2，在所述控制器的控制下使所述动态加载装置以设定速度带动所述履齿环触探装置贯入软弱土中，此过程所述履齿环触探装置受到阻力并将阻力信号经所述数据采集装置转换成数据信号输出至所述终端，所述终端根据反馈的数据信号实时绘制出软弱土的沉陷曲线；
S3,当所述履齿环触探装置贯入至软弱土中的设定深度处，所述动态加载装置在所述控制器的控制下以设定扭转速度带动所述履齿环触探装置扭转以剪切软弱土，此过程所述履齿环触探装置受到扭转剪切力并将扭转剪切力信号经所述数据采集装置转换成数据信号输出所述终端，所述终端根据反馈的数据信号实时绘制出软弱土的剪切曲线。
优选地，在S3之后还包括：
S4，基于S2得到的数据信号和绘制出软弱土的沉陷曲线，以及S3得的数据信号和绘制出软弱土的剪切曲线，经处理分析后获得软弱土的压强-沉陷曲线以及剪应力-剪位移曲线，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率等行走性能指标的分析，根据分析结果评估深海软弱土中履带机器人床面行走能力。
优选地，上述S4，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率等行走性能指标的分析，其中，
基于压强-沉陷量公式对履带机器人行走时履带的行驶阻力进行分析：
Figure BDA0003073221990000041
Figure BDA0003073221990000044
式中,p为压强；kc为内聚变形模量；
Figure BDA0003073221990000042
为内摩擦变形模量；b为履带板宽；n为变形指数；z为沉陷量；Rc为运动阻力；l为履带板接地长度。
优选地，上述S4，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率等行走性能指标的分析，其中，基于运用于软弱土的Wong剪应力-剪位移关系式对履带的驱动力F进行分析，计算得出由履带剪切地面获得的最大驱动力：
Figure BDA0003073221990000043
/>
Figure BDA0003073221990000045
式中，τ为剪切应力；τmax为最大剪切应力；Kr为残余剪切应力τr与最大剪切应力τmax比值；j为剪切位移；Kw为最大剪切应力τmax出现时对应的剪切位移；F为履带驱动力；b为履带板宽；l为履带板接地长度。
与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述力学触探仪，履齿环触探装置能够更准确地模拟履带-软弱土相互作用的触探过程，更符合工程实际，通过压入并剪切海床软弱土获得履带行走的压强-沉陷曲线和剪应力-剪位移曲线，结合车辆地面力学理论，对履带行走时的行驶阻力、驱动力和滑转率等关键行走性能指标进行分析评估，以此用于履带关键参数设计优化，提高履带机器人在深海软弱土中的行走效率。
本发明上述力学触探仪，操作方便，复杂工况下使用便捷，实验原理简单、准确，具有广阔的应用前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一优选实施例的评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪的整体示意图；
图2是本发明一优选实施例的履齿环触探装置的结构示意图；
图中标记分别表示为：1为动态加载装置、2为履齿环触探装置、3为软弱土、4为控制器、5为数据采集装置、6为终端、11为第一伺服电机、12为滑轨、13为第二伺服电机、21为支撑部、22为扭矩传感器、23为轴力传感器、24为履齿环探头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1所示，为本发明一优选实施例的评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪的结构示意图，包括：动态加载装置1、控制器4、履齿环触探装置2、数据采集装置5和终端6，其中，
动态加载装置1用于向履齿环触探装置2施加竖直方向的作用力和扭矩。
控制器4的输出端与动态加载装置1的输入端相连，控制器4用于控制动态加载装置1，驱动履齿环触探装置2以设定速度贯入软弱土3中，或者用于驱动履齿环触探装置2以设定扭转速度扭转剪切软弱土3。
履齿环触探装置2与动态加载装置1的末端相连，履齿环触探装置2用于模拟履带-软弱土相互作用的触探过程，同时感应贯入软弱土3过程中受到的阻力信号，以及感应剪切软弱土3过程中受到的扭转剪切力信号。
数据采集装置5的输入端与履齿环触探装置2的输出端相连，数据采集装置5的输出端与终端6相连，数据采集装置5采集履齿环触探装置2感应的阻力信号和扭转剪切力信号，并将所采集的信号转换为数据信号反馈至终端6，终端6对反馈的数据信号进行处理实时绘制出软弱土3的沉陷曲线及软弱土3的剪切曲线。终端6为安装有可绘制力学曲线图的数据处理软件的计算机、笔记本及手机等设备。作为一优选方式，数据处理软件可以采用MATLAB软件。
上述力学触探仪能模拟深海软弱中履带机器人在海床上的行走过程，通过履齿环触探装置2压入、剪切海床软弱土获得履带行走的压强-沉陷曲线和剪应力-剪位移曲线，结合车辆地面力学理论，可对履带行走时的行驶阻力、驱动力和滑转率等关键行走性能指标进行分析评估，以此用于履带关键参数设计优化，提高履带机器人在深海软弱土中的行走效率，在深海工程中拥有广阔的应用前景。
在其他部分优选实施例中，参照图1所示，动态加载装置1由滑轨12、第一伺服电机11和第二伺服电机13组装而成，其中，滑轨12可沿直线方向滑动。
第一伺服电机11安装于滑轨12的头端上，第一伺服电机11的输入端与控制器4的第一输出端相连，第一伺服电机11的输出端与滑轨12相连，通过第一伺服电机11可控制滑轨12的滑动位移。在具体实施时，在控制器4的控制下使第一伺服电机11以设定速度带动滑轨12整体上下移动，从而带动使履齿环触探装置2的履齿环探头24以某一速度贯入软弱土3中。
第二伺服电机13固定于滑轨12末端上，并将第二伺服电机13的电机头朝下安装，第二伺服电机13的输入端与控制器4的第二输出端相连，第二伺服电机13的输出端与履齿环触探装置2相连，通过第二伺服电机13控制履齿环触探装置2扭转。在具体实施时，第二伺服电机13在控制器4的控制下以某一设定扭转速度带动端部的履齿环探头24扭转以剪切软弱土3。
在他部分优选实施例中，控制器4为可编程的伺服控制器(可编程步进伺服电机控制器，如可采用型号为PMSC-2A可编程步进伺服电机控制器)，可编程的伺服控制器通过编程分别实时控制第一伺服电机11、第二伺服电机13转动。可编程伺服控制器通过信号线与分别第一伺服电机11、第二伺服电机13相连，并通过编程实时控制第一伺服电机11、第二伺服电机13转动，进而带动滑轨12及履齿环触探装置2的上下位移、履齿环触探装置2的扭转。
在他部分优选实施例中，参照图2所示，履齿环触探装置2由支撑部21、扭矩传感器22、轴力传感器23和履齿环探头24组成，其中，
支撑部21可以采用杆状部件；支撑部21的上端与第二伺服电机13的输出轴相连。
扭矩传感器22套于支撑部21上，扭矩传感器22与数据采集装置5的第一输入端相连，扭矩传感器22感应剪切软弱土3过程中受到的扭转剪切力信号并将感应信号输出至数据采集装置5。
轴力传感器23套于支撑部21上，并与扭矩传感器22沿轴向依次布置，轴力传感器23与数据采集装置5的第二输入端相连，轴力传感器23感应贯入软弱土3过程中受到的阻力变化信号并将感应信号输出至数据采集装置5。
在履齿环探头24的上方设置有支撑部件。支撑部件可以为支撑杆。履齿环探头24通过支撑部件与支撑部21末端相连，履齿环探头24用于模拟履带与软弱土相互作用的触探过程。轴力传感器23靠近履齿环探头24。通过第二伺服电机13驱动支撑部21转动，从而带动履齿环探头24转动。履齿环探头24包括环状部件和设置环状部件下表面的沿环向均匀分布的若干履齿。
在他部分优选实施例中，环状部件的外径R与内径r之比R/r介于1.1～2之间；外径R的具体数值可根据实际履带尺寸进行缩尺得到。
履齿的高度h与环状部件的宽度b(即R-r)有关，其高度与宽度比h/b介于0.2～0.5之间。
履齿的间距d与环状部件的宽度b之比d/b介于0.4～0.6之间。履齿具体排布，可根据原型履带进行缩尺得到。
在他部分优选实施例中，数据采集装置为多通道数据采集仪。将多通道数据采集仪的输入端通过数据线与履齿环触探装置的扭矩传感器、轴力传感器分别连接，触探过程中采集数据，另一端与终端的计算机相连，向计算机上传转换信号。
在另一具体实施例中，提供采用上述的评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪进行评估履带机器人海床行走能力的方法，包括：按照以下步骤执行：
S1，将控制器的输出端与动态加载装置的输入端相连，并将动态加载装置与履齿环触探装置相连；将数据采集装置的输入端与履齿环触探装置相连，将数据采集装置的输出端与计算机终端的输入端相连，组装完成后，进行调试后即可进行力学触探。
S2，在控制器的控制下使第一伺服电机以设定速度带动滑轨整体上下移动，由滑轨推动履齿环触探装置贯入软弱土中，此过程履齿环探头受到的阻力使轴力传感器产生变化并将信号经数据采集装置传至计算机终端，计算机终端根据反馈的数据信号利用数据处理软件实时绘制出软弱土的沉陷曲线；
S3,当履齿环触探装置贯入至软弱土中一设定深度处，第二伺服电机在控制器的控制下以设定扭转速度带动履齿环触探装置端部的履齿环探头扭转以剪切软弱土，此过程履齿环探头受到扭转剪切力通过扭矩传感器传至数据采集装置转换成数据信号输出终端计算机，终端计算机根据反馈的数据信号利用数据处理软件实时绘制出软弱土的剪切曲线。
S4,基于S2得到的数据信号和绘制出软弱土的沉陷曲线，以及S3得的数据信号和绘制出软弱土的剪切曲线，经处理分析后获得软弱土的压强-沉陷曲线以及剪应力-剪位移曲线，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率等行走性能指标的分析，根据分析结果评估深海软弱土中履带机器人床面行走能力,提高履带机器人在深海软弱土中的行走效率。
在其他部分优选实施例中，用于评估履带机器人海床行走能力的方法，包括：
基于压强-沉陷量公式对履带机器人行走时履带的行驶阻力进行分析：
Figure BDA0003073221990000081
Figure BDA0003073221990000084
式中,p为压强；kc为内聚变形模量；
Figure BDA0003073221990000082
为内摩擦变形模量；b为履带板宽；n为变形指数；z为沉陷量；Rc为运动阻力；l为履带板接地长度。
上述压强-沉陷量公式由基于车辆地面力学Bekker等人提出。
作为一优选方式，对于履带的驱动力，可基于运用于软弱土的Wong剪应力-剪位移关系式对履带的驱动力F进行分析，计算得出由履带剪切地面获得的最大驱动力：
Figure BDA0003073221990000083
Figure BDA0003073221990000085
式中，τ为剪切应力；τmax为最大剪切应力；Kr为残余剪切应力τr与最大剪切应力τmax比值；j为剪切位移；Kw为最大剪切应力τmax出现时对应的剪切位移；F为履带驱动力；b为履带板宽；l为履带板接地长度。
将上述方法应用上述力学触探器模拟履带机器人在软弱土中行走的方法。
本发明是基于当前各类触探仪研究具体结构物-软弱土相互作用方面的不足，提出一种评估履带机器人海床行走能力的力学触探仪及方法，能对软弱土的关键力学参数进行触探的同时，也能较好的模拟履带-软弱土相互作用的过程，并且可运用车辆地面力学理论，对履带行走时的行驶阻力、驱动力和滑转率等关键行走性能指标进行分析评估。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (5)

1.一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，其特征在于，包括：按照以下步骤执行：
S1，将控制器的输出端与动态加载装置的输入端相连，并将所述动态加载装置与履齿环触探装置相连；将数据采集装置的输入端与所述履齿环触探装置相连，将数据采集装置的输出端与终端的输入端相连，组装完成后进行力学触探；
S2，在所述控制器的控制下使所述动态加载装置以设定速度带动所述履齿环触探装置贯入软弱土中，此过程所述履齿环触探装置受到阻力并将阻力信号经所述数据采集装置转换成数据信号输出至所述终端，所述终端根据反馈的数据信号实时绘制出软弱土的沉陷曲线；
S3,当所述履齿环触探装置贯入至软弱土中的设定深度处，所述动态加载装置在所述控制器的控制下以设定扭转速度带动所述履齿环触探装置扭转以剪切软弱土，此过程所述履齿环触探装置受到扭转剪切力并将扭转剪切力信号经所述数据采集装置转换成数据信号输出所述终端，所述终端根据反馈的数据信号实时绘制出软弱土的剪切曲线；
在S3之后还包括：
S4，基于S2得到的数据信号和绘制出软弱土的沉陷曲线，以及S3得的数据信号和绘制出软弱土的剪切曲线，经处理分析后获得软弱土的压强-沉陷曲线以及剪应力-剪位移曲线，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率行走性能指标的分析，根据分析结果评估软弱土中履带机器人床面行走能力；
所述S4，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率行走性能指标的分析，其中，
基于压强-沉陷量公式对履带机器人行走时履带的行驶阻力进行分析：
Figure FDA0003943671480000011
Figure FDA0003943671480000012
式中,p为压强；kc为内聚变形模量；
Figure FDA0003943671480000013
为内摩擦变形模量；b为履带板宽；n为变形指数；z为沉陷量；Rc为运动阻力；l为履带板接地长度；
所述S4，以此用于对履带机器人履带的行驶阻力、驱动力和滑转率行走性能指标的分析，其中，
基于运用于软弱土的Wong剪应力-剪位移关系式对履带的驱动力F进行分析，计算得出由履带剪切地面获得的最大驱动力：
Figure FDA0003943671480000021
Figure FDA0003943671480000022
式中，τ为剪切应力；τmax为最大剪切应力；Kr为残余剪切应力τr与最大剪切应力τmax比值；j为剪切位移；Kw为最大剪切应力τmax出现时对应的剪切位移；F为履带驱动力；b为履带板宽；l为履带板接地长度。
2.根据权利要求1所述的一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，其特征在于，采用力学触探仪施行，所述力学触探仪包括：动态加载装置、控制器、履齿环触探装置和数据采集装置，其中，
所述动态加载装置用于向所述履齿环触探装置施加竖直方向的作用力和扭矩；
所述控制器用于控制所述动态加载装置，驱动所述履齿环触探装置以设定速度贯入软弱土中，或驱动所述履齿环触探装置以设定扭转速度扭转剪切软弱土；
所述履齿环触探装置用于模拟履带与软弱土相互作用的触探过程，同时感应贯入软弱土过程中受到的阻力信号，以及感应剪切软弱土过程中受到的扭转剪切力信号；
所述数据采集装置用于采集所述履齿环触探装置感应的阻力信号和扭转剪切力信号，并将所采集的信号转换为数据信号反馈至终端，所述终端对反馈的数据信号进行处理实时绘制出软弱土的沉陷曲线及软弱土的剪切曲线；
所述动态加载装置包括：
滑轨，所述滑轨可沿直线方向滑动，所述滑轨能带动所述履齿环触探装置上下移动；
设置于所述滑轨上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输入端与所述控制器的第一输出端相连，所述第一伺服电机的输出端与所述滑轨相连，用以控制所述滑轨的滑动位移；
设置于所述滑轨末端的第二伺服电机，所述第二伺服电机的输入端与所述控制器的第二输出端相连，所述第二伺服电机的输出端与所述履齿环触探装置相连，用以控制所述履齿环触探装置扭转；
所述履齿环触探装置包括：
支撑部；
设置于所述支撑部上的扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述数据采集装置的第一输入端相连，所述扭矩传感器感应剪切软弱土过程中受到的扭转剪切力信号并将感应信号输出至所述数据采集装置；
设置于所述支撑部上的轴力传感器，所述轴力传感器与所述数据采集装置的第二输入端相连，所述轴力传感器感应贯入软弱土过程中受到的阻力变化信号并将感应信号输出至所述数据采集装置；
与所述支撑部末端相连的履齿环探头，所述履齿环探头包括环状部件和设置环状部件下表面的沿环向均匀分布的若干履齿。
3.根据权利要求2所述的一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，其特征在于，所述控制器为可编程的伺服控制器，所述可编程的伺服控制器通过编程分别实时控制所述第一伺服电机、所述第二伺服电机转动。
4.根据权利要求2所述的一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，其特征在于，
所述环状部件的外径R与内径r之比R/r介于1.1～2之间；
所述履齿的高度h与所述环状部件的宽度b有关，高度与宽度比h/b介于0.2～0.5之间；
所述履齿的间距d与所述环状部件的宽度b之比d/b介于0.4～0.6之间。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种用于评估履带机器人海床行走能力的方法，其特征在于，所述数据采集装置为多通道数据采集仪。
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