履带式机器人可以在凹凸不平的地面上行走，还可以跨越障碍，能爬坡度较小的楼梯。缺点是小车在前进、后退时会产生滑动，且转弯靠左右履带的速度差，转弯阻力大，不能精确确定回转半径。
这种结构一般有两个主动轮，分别由两个直流减速电机控制，当两个减速电机转速相同时，车身直行（前进或后退），当两个减速电机有速度差时，车身可左转或右转。履带小车重心低，行驶平稳、容易控制。设计成一节或二节、三节或多节均可。
同时，履带支撑面积大，接地比压小，越野机动性好，爬坡、越沟等性能均优于轮式移动机构。但这种结构稍复杂，运动惯性大，减振能力差。
履带式机器人的重量主要是通过支撑轮压于履带板的轨道传递到地面上。因此可安装5～9个支撑轮，相邻两支撑轮之间的距离通常小于履带节距的1.5倍。
竞赛时，履带一般采用同步带轮及同步带制作，也可以采用双面同步带。双面同步带摩擦力大，行驶稳定，当设计合理时，可以实现爬楼梯的功能。
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