CR4D船舶除銹爬壁機(jī)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(dá)350000噸以上的遠(yuǎn)洋輪船。這種遠(yuǎn)洋巨輪外殼有著超大型的鋼鐵立面，在長時(shí)間運(yùn)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(yán)重，危險(xiǎn)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(yīng)用各大領(lǐng)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(jī)器人，最初的第一代除銹爬壁機(jī)器人問題較多，例如除銹爬壁機(jī)器人在立面上進(jìn)行水平行走時(shí)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(shè)計(jì)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(jī)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(jī)器人控制系統(tǒng)：

CR4D船舶除銹爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)主要包括PLC主控單元、驅(qū)動(dòng)單元、傳感單元、觸摸屏、無線遙控單元、云臺(tái)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(zhǔn)確的控制電機(jī)動(dòng)作及讀取返回的編碼器信息，通過RS-485控制云臺(tái)動(dòng)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(gè)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(jī)器人動(dòng)作。安裝在車身上的激光傳感器將信息返回至PLC，經(jīng)過計(jì)算分析得出當(dāng)前車體的狀態(tài)，并且下達(dá)下一步指令，對車體的姿態(tài)和位置進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到機(jī)器人行走糾偏的目的。
 
但實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)，除銹機(jī)器人在行走時(shí)隨著前進(jìn)距離的增大，機(jī)器人的姿態(tài)發(fā)生傾斜并且位置相對于機(jī)器人初始縱軸線也有一定的偏差，而且隨著行進(jìn)距離的增大，偏差愈發(fā)明顯。這種現(xiàn)象導(dǎo)致除銹線路大幅度變動(dòng)。

為了解決這種現(xiàn)象，我們將除銹機(jī)器人兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)作由PLC控制進(jìn)行，糾偏過程中將左輪速度設(shè)為定值，單獨(dú)控制右輪的速度進(jìn)行調(diào)整除銹機(jī)器人的位置與姿態(tài)。PLC作為控制除銹爬壁機(jī)器人的核心單元，通過接收激光傳感器返回的信息，求得機(jī)器人的位姿偏差值，從而控制右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度。船舶除銹爬壁機(jī)器人糾偏控制系統(tǒng)在增量式PID算法的基礎(chǔ)上融合了設(shè)計(jì)模糊控制器思路，在機(jī)器人發(fā)生位姿傾斜時(shí)，糾偏控制系統(tǒng)響應(yīng)更加穩(wěn)定，抗干擾性也有所加強(qiáng)，能夠更加穩(wěn)定的以比較好的速度進(jìn)行糾偏控制，目前我們的機(jī)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(yùn)行。