CR4D船舶除銹爬壁機器人行走糾偏和姿態(tài)調(diào)整

近年來，我國在重工業(yè)方面取得了輝煌的發(fā)展，在船舶方面，已經(jīng)可以自行研發(fā)生產(chǎn)排水量達350000噸以上的遠洋輪船。這種遠洋巨輪外殼有著超大型的鋼鐵立面，在長時間運行后，除銹問題也伴隨而來。目前人工噴砂除銹是船廠廣泛使用的手段，過程繁瑣且效率較低，對周邊環(huán)境污染嚴重，危險系數(shù)也高居不下，而且工人容易得硅肺病和眼疾。
 
隨著工業(yè)科技不斷更新?lián)Q代，超高壓水技術(shù)得以逐步應用各大領域，我公司針對船舶外立面除銹難的問題開發(fā)了超高壓水除銹爬壁機器人，最初的第一代除銹爬壁機器人問題較多，例如除銹爬壁機器人在立面上進行水平行走時容易出現(xiàn)的位置偏移和姿態(tài)傾斜問題，針對這種問題我們設計出一種基于PID算法的糾偏控制系統(tǒng)，優(yōu)化了除銹爬壁機器人在立面上行走過程中的位姿問題，改善并提高了除銹質(zhì)量和效率。

CR4D船舶除銹爬壁機器人控制系統(tǒng)：

CR4D船舶除銹爬壁機器人控制系統(tǒng)主要包括PLC主控單元、驅(qū)動單元、傳感單元、觸摸屏、無線遙控單元、云臺單元以及除銹盤單元等。

PLC主控單元作為核心，通過CAN總線可快速并準確的控制電機動作及讀取返回的編碼器信息，通過RS-485控制云臺動作、與無線遙控器通訊以及經(jīng)過DAM模塊接受激光傳感器返回的信息等組成一個近乎閉環(huán)的控制系統(tǒng)。操作人員可以通過無線控制器或觸摸屏操控機器人動作。安裝在車身上的激光傳感器將信息返回至PLC，經(jīng)過計算分析得出當前車體的狀態(tài)，并且下達下一步指令，對車體的姿態(tài)和位置進行調(diào)整，達到機器人行走糾偏的目的。
 
但實際應用時發(fā)現(xiàn)，除銹機器人在行走時隨著前進距離的增大，機器人的姿態(tài)發(fā)生傾斜并且位置相對于機器人初始縱軸線也有一定的偏差，而且隨著行進距離的增大，偏差愈發(fā)明顯。這種現(xiàn)象導致除銹線路大幅度變動。

為了解決這種現(xiàn)象，我們將除銹機器人兩個驅(qū)動輪動作由PLC控制進行，糾偏過程中將左輪速度設為定值，單獨控制右輪的速度進行調(diào)整除銹機器人的位置與姿態(tài)。PLC作為控制除銹爬壁機器人的核心單元，通過接收激光傳感器返回的信息，求得機器人的位姿偏差值，從而控制右輪驅(qū)動電機的速度。船舶除銹爬壁機器人糾偏控制系統(tǒng)在增量式PID算法的基礎上融合了設計模糊控制器思路，在機器人發(fā)生位姿傾斜時，糾偏控制系統(tǒng)響應更加穩(wěn)定，抗干擾性也有所加強，能夠更加穩(wěn)定的以比較好的速度進行糾偏控制，目前我們的機器人已升級到第四代產(chǎn)品，產(chǎn)品已在各大船廠穩(wěn)定運行。