CR4D船舶除锈爬壁机器人行走纠偏和姿态调整

近年来，我国在重工业方面取（qǔ）得了辉煌的发（fā）展，在船舶方（fāng）面，已经可以自行研发生产排水量达350000吨以上（shàng）的远洋轮（lún）船（chuán）。这种远洋巨轮外壳有着超大型的钢铁立面，在长时间运行后，除锈问题也伴随而（ér）来。目前（qián）人工喷砂除（chú）锈是船（chuán）厂广泛（fàn）使用的手段（duàn），过程繁琐且效率较低，对周边环境污染严重，危险系数也高居不下，而且工人容易得硅（guī）肺病和（hé）眼（yǎn）疾。
 
随着工业科技不断更新换代，超高压水技（jì）术得以逐步（bù）应用各大（dà）领域，我公司针对（duì）船舶外（wài）立面（miàn）除锈难的问题开发了超高压水除锈爬壁机器人，最初的第（dì）一代除锈爬壁机器人问题较多，例如除（chú）锈爬壁机器人（rén）在立面上进行水平行走时容易出现的（de）位置（zhì）偏移和姿态（tài）倾斜问题，针对这种问题我们设计出一种基于PID算法的纠偏控制系统，优化了除锈爬壁机器人在立面上行（háng）走过程中的位姿问题，改善并提高了除锈质量和效率。

CR4D船舶除锈爬壁机器人（rén）控制系统：

CR4D船舶除锈爬壁（bì）机器人控（kòng）制系统主要包括PLC主控单元、驱动单元、传感单元、触摸屏、无线遥控单元、云台单元以及（jí）除锈盘单元等。

PLC主控单元作为核（hé）心，通过（guò）CAN总线可快速并准确的控制电机动作及（jí）读取（qǔ）返回的编码器信息，通过RS-485控制（zhì）云台动作、与无线遥控器通讯以及经过DAM模块接受激光传（chuán）感器返（fǎn）回的信息等组成一个近乎闭环的控制系统。操作人员可以通过无线控制器或触摸屏操控机器人（rén）动作。安装在车（chē）身上的激光传（chuán）感器将信息返回至PLC，经过计算分析得出当前车体的状态，并且下达下一步指令（lìng），对车体的姿态和位置（zhì）进行调整，达到机器人（rén）行（háng）走（zǒu）纠偏的（de）目的。
 
但实际应用时发现，除锈机器人在行走时（shí）随着前进距离的增大，机器人（rén）的姿态发生倾斜并且位置相对于机器人初始纵轴线也有一定的偏差，而且随着行进距离的增（zēng）大，偏差（chà）愈发明（míng）显。这（zhè）种现象导致除锈线路（lù）大（dà）幅度变动。

为了解决（jué）这种（zhǒng）现象，我们将除锈机器人两个驱（qū）动轮动作由PLC控制进行，纠偏过程中将（jiāng）左轮速度设为定（dìng）值，单独控制右（yòu）轮的速度进行调整除锈机器人的（de）位置（zhì）与姿（zī）态。PLC作为控制除锈爬壁机器人的核（hé）心单元，通过接（jiē）收激光传感器返回的信（xìn）息，求得机器人的位姿偏差值，从而控制右轮驱动电机的速度。船舶除锈爬壁机器人纠偏控制系统（tǒng）在增量式PID算法的基础上融合（hé）了设计模糊控制器思（sī）路，在机器人发生位姿倾斜时，纠偏（piān）控制（zhì）系（xì）统响应更加稳定，抗干扰性也有所加强，能够更加稳定的以比较好的速度进行纠偏控制，目前我们的机器人已（yǐ）升级到第四代产品，产（chǎn）品已在各大船厂稳定运行。