CR4D船舶除銹爬壁機器人行走糾偏和姿態調整

近年來，我國在重工業方面取得了輝煌的發展，在船舶方面，已經可以自行研發生產排水量達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，對周邊環境污染嚴重，危險系數也高居不下，而且工人容易得硅肺病和眼疾。
 
隨著工業科技不斷更新換代，超高壓水技術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的位置偏移和姿態傾斜問題，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，優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量和效率。

CR4D船舶除銹爬壁機器人控制系統：

CR4D船舶除銹爬壁機器人控制系統主要包括PLC主控單元、驅動單元、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的控制系統。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，經過計算分析得出當前車體的狀態，并且下達下一步指令，對車體的姿態和位置進行調整，達到機器人行走糾偏的目的。
 
但實際應用時發現，除銹機器人在行走時隨著前進距離的增大，機器人的姿態發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，偏差愈發明顯。這種現象導致除銹線路大幅度變動。

為了解決這種現象，我們將除銹機器人兩個驅動輪動作由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整除銹機器人的位置與姿態。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，從而控制右輪驅動電機的速度。船舶除銹爬壁機器人糾偏控制系統在增量式PID算法的基礎上融合了設計模糊控制器思路，在機器人發生位姿傾斜時，糾偏控制系統響應更加穩定，抗干擾性也有所加強，能夠更加穩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品，產品已在各大船廠穩定運行。